Stoßzähigkeit

Stoßzähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, plötzliche Belastungen oder Stöße durch Energieaufnahme zu absorbieren, ohne zu versagen. In der Werkstoffkunde wird sie oft synonym mit Schlagzähigkeit verwendet. Praktisch wird sie häufig durch Pendel- oder Kubetests gemessen, etwa den Charpy-V-Notch- oder Izod-Test. Dabei wird die beim Bruch aufgenommene Energie in Joule angegeben; ein höherer Wert bedeutet eine größere Stoßzähigkeit. Der gemessene Wert hängt stark von der Prüftemperatur, der Probengeometrie, dem Notch-Design und dem Gefüge ab.

Temperaturabhängigkeit ist ein zentrales Merkmal der Stoßzähigkeit. Viele Metalle zeigen einen ductile-to-brittle- Übergang: Bei kälteren Temperaturen nimmt die Stoßzähigkeit ab, während sie bei höheren Temperaturen oft zunimmt. Das macht die Stoßzähigkeit zu einem wichtigen Kennwert für Anwendungen in frostigen Umgebungen oder sicherheitsrelevanten Bauteilen.

Beeinflussende Faktoren sind u. a. Legierungselemente, Gefügeanteile, Phasenverteilung, Körnergröße, Härte und Wärmebehandlung (Härten, Anlassen, Lösungsglühen). Einschlussstoffe, Poren und Spannungszustände können die Stoßzähigkeit ebenfalls vermindern. In vielen Anwendungen besteht ein Ausgleich zwischen Zähigkeit und Festigkeit; hohe Härte verringert oft die Stoßzähigkeit, während spezielle Legierungen oder Wärmebehandlungen sie erhöhen können.

Stoßzähigkeit dient der Bewertung der Zuverlässigkeit von Bauteilen bei plötzlichen Belastungen, etwa in der Bau-, Maschinen- oder Automobilindustrie. Sie ist Teil der allgemeinen Zähigkeit, beschreibt jedoch spezifisch die Energieaufnahme bei Stoß- bzw. Schlagbelastungen. Normen wie Charpy- oder Izod-Tests (z. B. ISO, EN) standardisieren die Messung und ermöglichen Vergleiche zwischen Werkstoffen.