Stoßfestigkeit

Stoßfestigkeit, auch als Impact-Toughness oder Schlagzähigkeit bezeichnet, ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie gut ein Werkstoff einem plötzlichen Belastungsstoß oder Schock standhalten kann, ohne unkontrolliert zu versagen. Sie beschreibt die Fähigkeit, Energie aufzunehmen und Riss- oder Bruchprozesse zu hemmen. In der Regel wird die Stoßfestigkeit durch die Bruchenergie pro Querschnittsfläche angegeben und oft in kJ/m^2 ausgewiesen. Die Werte hängen stark von Temperatur, Materialzustand, Defekten, Geometrie und der Art der Belastung ab.

Messung und Verfahren: Die zwei gängigsten Prüfmethoden sind der Charpy-Pendelschlagtest und der Izod-Schlagtest. Dabei wird eine senkrecht zum Werkstoffquerschnitt angeordnete Probe mit einer Kerbe durch einen Pendelschlag belastet; der Energieeintrag bis zum Bruch wird gemessen. Die Ergebnisse sind oft temperaturabhängig und zeigen einen Übergang von spröde zu zäh bei sinkenden oder steigenden Temperaturen.

Einflussfaktoren: Die Stoßfestigkeit wird von Legierung, Mikrostruktur, Wärmebehandlung, Porosität, Korrosionszustand und Vorbelastungen beeinflusst. Kerben erhöhen die Stresskonzentration und verschlechtern oft die Stoßzähigkeit. Bei Kunststoffen, Keramiken und Verbundwerkstoffen können Zusatzmittel, Kristallinität und Phasenverteilung die Werte deutlich verändern. Für Metalle gilt zudem häufig eine klare Abhängigkeit von der Gefügeentwicklung und der Werkstofftemperatur.

Anwendung und Standards: Die Stoßfestigkeit ist ein Schlüsselkriterium bei Bauteil- und Werkstoffauswahl in Bereichen wie Automobil, Bauwesen, Luftfahrt und Schutztechnik. Standardsbasierte Prüfungen nach ISO/EN/ASTM-Verfahren (z. B. Charpy- und Izod-Tests) ermöglichen vergleichbare Messgrößen.