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Werkstofftechnik 1 - Brucharten

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Werkstofftechnik 1

Brucharten

Am Ende eines jeden Zugversuchs steht der Bruch der Probe. Das Bruchaussehen hängt immer von der Art des Werkstoffes ab. Hierbei unterscheidet man die Betrachtung des Bruches unter makroskopischen und mikroskopischen Gesichtspunkten.

Makroskopische Betrachtung

Bei der makroskopischen Betrachtung betrachtet man das Aussehen des Stabes um die Bruchstelle herum. So lassen sich die Brüche grob in 3 Kategorien einteilen:

  • Verformungslose Brüche
  • Verformungsarme Brüche
  • Verformungsreiche Brüche 

Verformungslose Brüche treten bei spröden Werkstoffen, wie Grauguss, auf. Diese Werkstoffgruppe ist nicht plastisch-verformbar und bricht, sobald die Normalspannung die Trennfestigkeit erreicht, genau senkrecht zur Stabachse

Verformungsloser Bruch, Sprödbruch
Verformungsloser Bruch, Sprödbruch

Unter verformungsarmen Brüchen versteht man Brüche die bei plastisch verformbaren, zähen Werkstoffen auftreten. Bei dieser Bruchart schnürt sich der Werkstoff zuerst leicht ein, bevor er wieder senkrecht zur Stabachse bricht. Zwischen dem Rand der Einschnürung und der Bruchstelle tritt ein Winkel von ca. 45° auf. Die Ursache für dieses Werkstoffverhalten liegt in der Spannungsumlenkung, welche in der Einschnürung einen mehrachsigen Spannungszustand erzeugt.

Verformungsarmer Bruch
Verformungsarmer Bruch

Zu verformungsreichen Brüchen kommt es bei duktilen Werkstoffen, wie Gusseisen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem Zähbruch. Der Werkstoff schnürt sich meist an der Probenmitte komplett ein, bevor er abreißt. 

Verformungsreicher Bruch
Verformungsreicher Bruch

Mikroskopische Betrachtung

Betrachtet man einen Bruch unter dem Mikroskop, so können Brüche anhand ihrer Bruchfläche und dem kristallographischen Bruchverlauf unterschieden werden. 

In Bezug auf die Bruchfläche wird zwischen einem Gleitbruch und einem Spaltbruch unterschieden. Der Gleitbruch tritt häufig bei örtlichen Verformungen unter Schubspannungseinwirkung auf. Dem Spaltbruch geht eine örtliche Trennung unter Normalspannungseinwirkung voraus. 

Der kristallographische Bruchverlauf unterteilt sich in transkristalline Brüche und interkristalline Brüche. Bei transkristallinen Brüchen verläuft der Rissverlauf direkt durch die Körner, wo hingegen bei interkristallinen Brüchen der Rissverlauf längs der Korngrenzen liegt.