Zugsfestigkeit

Zugsfestigkeit bezeichnet die maximale Belastung, die ein Material unter axialer Zugbeanspruchung aushält, bis es versagt. Im technischen Sprachgebrauch wird diese Größe meist als die maximale Zugspannung angegeben, die im Zugversuch erreicht wird; in vielen Normen entspricht sie der ultimativen Zugfestigkeit (Rm). Die Streckgrenze Rp0,2 ist dagegen der Spannungswert, ab dem plastische Verformung beginnt, und dient als weiterer wichtiger Stichwert in der Auslegung.

Messung erfolgt durch einen standardisierten Zugversuch. Dabei wird eine Probe mit definierter Geometrie (häufig eine dog-bone-Form) axial belastet, während Spannung, Dehnung und Bruchverlauf aufgezeichnet werden. Die maximale engineering Zugspannung aus dem Belastungs-Dehnungs-Diagramm entspricht oft der Zugsfestigkeit. Materialzustand, Temperatur, Belastungsgeschwindigkeit und Oberflächenzustand beeinflussen den Messwert.

Die Zugsfestigkeit variiert stark nach Werkstoffklasse: Metalle wie Stahl, Aluminium oder Titan erreichen hohe Werte im Bereich von mehreren Hundert MPa bis über 1 GPa; Polymere liegen teils deutlich darunter; Verbundwerkstoffe zeigen ebenfalls hohe Werte, oft abhängig von Faserorientierung. Neben der Zugsfestigkeit sind auch Dehnung bei Bruch und Bruchverhalten wichtige Kennzahlen.

Anwendung: Zugsfestigkeit ist eine zentrale Größe in der Festigkeitsberechnung, bei der Materialauswahl, in der Qualitätssicherung und bei der Festlegung von Sicherheitsfaktoren nach Normen und Codes. Sie hängt von Werkstoffcharakteristik, Verarbeitung, Wärmebehandlung und Betriebsbedingungen ab.