Schlagzähigkeit

Schlagzähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, plötzliche Belastungen zu absorbieren, ohne unverzüglich zu versagen. Sie wird häufig durch die im Charpy- oder Izod-Impaktversuch gemessene Energiemenge quantifiziert, die beim Bruch eines genormten Probenstücks absorbiert wird. Typisch wird die Schlagzähigkeit als Energiebedarf pro Flächeneinheit angegeben, meist in kJ/m^2.

Beim Charpy-V-Notch-Test, der am häufigsten verwendet wird, trifft ein Pendel auf eine genormte, eingeschnittene Probe und bricht diese. Die gemessene Energie entspricht der Zerstörungsarbeit des Materials. Die Werte hängen stark von der Prüftemperatur ab; viele Stähle zeigen bei höheren Temperaturen eine duktilere, energiesaugendere Reaktion, während bei niedrigen Temperaturen spröde Brüche wahrscheinlicher werden (ductile-to-brittle transition).

Wesentliche Einflussfaktoren sind Mikrostruktur und Korngröße (z. B. Ferrit-Perlit, Bainit, Martensit), Gehalt an Kohlenstoff sowie Legierungselementen (Cr, Ni, Mo, V, Mn) und die Wärmebehandlung bzw. Verarbeitungsgeschichte (Härten, Anlassen, Schweißen). Ausscheidungen, Einschlüsse und Restspannungen sowie die Rissgeometrie beeinflussen ebenfalls die Messergebnisse. Der Einfluss von Temperatur und Belastungsgeschwindigkeit sollte berücksichtigt werden.

Schlagzähigkeit ist relevant für Bauteile, die unter Stoß- oder Schnellbelastungen arbeiten, wie Fahrzeugkomponenten, Schienen, Druckbehälter oder Schweißverbindungen. Sie dient der Materialauswahl, Sicherheitsbewertung und Qualitätskontrolle. Die Schlagzähigkeit ist temperatur- und ratenabhängig und sollte daher im Kontext weiterer Kennwerte der Bruchmechanik interpretiert werden.