Zähigkeit ist nichts weniger als die Fähigkeit eines Metalls, sich plastisch zu verformen und sogar die Energie während des Prozesses vor dem Bruch zu absorbieren. Das Wesentliche an der Zähigkeit ist, dass das Material die Energie vor dem Bruch absorbieren kann. Beachten Sie, dass die Duktilität das Maß für die plastische Verformung des Materials vor dem Brechen ist. Selbst wenn das Material sehr duktil ist, bedeutet dies nicht, dass es hart ist. Zähigkeit ist das Ergebnis der perfekten Mischung aus Duktilität und Festigkeit. Die besten Materialien haben eine hohe Festigkeit und hohe Elastizität, während die schwächsten Elemente einen geringen Widerstand und eine hohe Elastizität aufweisen. Eine bewährte Methode zur Messung der Zähigkeit besteht darin, die Oberfläche der Fläche unter der Spannungs-Dehnungs-Kurve mit einem Zugversuch zu berechnen. Der resultierende Wert wird als „Materialzähigkeit“ bezeichnet und enthält Energieeinheiten pro Volumen. Im Allgemeinen bedeutet Materialzähigkeit eine langsame Leistungsaufnahme durch das Material.
Mehrere Variablen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Zähigkeit des Materials, und sie sind die folgenden:
- Temperatur
- Dehnungsrate oder Belastungsrate
- Kerbwirkung
Sie sollten wissen, dass Metall unter statischen Belastungen eine zufriedenstellende Zähigkeit aufweisen kann, aber unter dynamischen Belastungen oder sogar Stößen versagen kann. Wenn wir über eine allgemeine Regel sprechen können, können sowohl die Duktilität als auch die Zähigkeit abnehmen, während die Belastungsrate zunimmt. Die Temperatur ist eine weitere Variable, die einen wesentlichen Einfluss auf die Materialzähigkeit hat. Wenn die Temperatur sinkt, nehmen sowohl die Duktilität als auch die Zähigkeit ab. Die letzte Variable wird als Kerbwirkung bezeichnet, und das liegt an der Verteilung der Spannung. Manchmal ist ein Material, das eine hohe Zähigkeit zeigen kann, wenn die Spannung, die wir anwenden, einachsig ist. Wenn wir jedoch einen mehrachsigen Druck in Gegenwart einer Kerbe verwenden, kann das Material der zweifachen Verformung nicht widerstehen: sowohl plastisch als auch elastisch in verschiedene Richtungen.
Mehrere Standardtypen von Zähigkeitstests können erforderliche Daten generieren, wenn es um bestimmte Belastungsbedingungen und / oder einige Komponentendesignansätze geht. Wir werden im Detail über drei der folgenden Eigenschaften sprechen, und sie sind:
- Schlagzähigkeit
- Kerbzähigkeit
- Bruchzähigkeit