Werkstoffeigenschaften und Materialprüfung im Überblick

Werkstoffeigenschaften

• Sensorische Eigenschaften: Eigenschaften, die unsere Sinne ansprechen (z. B. Farbe, Geruch).
• Optische Eigenschaften: Verhalten bei Lichteinfall. Man unterscheidet zwischen undurchsichtig (opak), transparent (durchsichtig) und lichtdurchlässig (transluzent).
• Thermische Eigenschaften: Verhalten bei Wärmeeinwirkung. Unterteilt in wärmeleitende Materialien (z. B. Metalle) und Dämmstoffe (z. B. Glasfaser).
• Magnetische Eigenschaften: Verhalten in einem äußeren Magnetfeld:
  • Diamagnetisch: Magnetfeld im Inneren ist schwächer.
  • Paramagnetisch: Magnetfeld im Inneren ist leicht verstärkt.
  • Ferromagnetisch: Magnetfeld im Inneren ist deutlich stärker.
• Chemische Eigenschaften: Bestimmen die Lebensdauer durch Prozesse wie Oxidation (Reaktion mit Sauerstoff) oder Korrosion (Oxidation in feuchter Umgebung).
• Mechanische Eigenschaften: Verhalten bei externen Krafteinwirkungen:
  • Elastizität: Fähigkeit, die ursprüngliche Form wiederzuerlangen.
  • Plastizität: Fähigkeit, eine neue Form dauerhaft beizubehalten.
  • Duktilität: Fähigkeit, sich zu Fäden dehnen zu lassen.
  • Walzbarkeit: Fähigkeit, sich zu Platten verformen zu lassen, ohne zu brechen.
  • Härte: Widerstand gegen das Eindringen von Fremdkörpern (Kratzfestigkeit).
  • Sprödigkeit: Mangelnde Verformbarkeit bei Belastung.
  • Zähigkeit: Widerstand gegen Bruch bei Krafteinwirkung.
  • Ermüdung: Verformung bei wechselnden Belastungen.
  • Bearbeitbarkeit: Leichtigkeit der spanenden Bearbeitung.
  • Härtbarkeit: Fähigkeit zur Steigerung der Härte.
  • Gießbarkeit: Fähigkeit, eine Gussform vollständig auszufüllen.
  • Widerstandsfähigkeit: Widerstand gegen Schlagbeanspruchung.

Mechanische Beanspruchungsarten

• Zug: Kraft, die das Objekt zu verlängern versucht.
• Druck: Kraft, die das Objekt zu verkürzen versucht.
• Biegung: Kraft, die das Objekt durch Verformung krümmt.
• Torsion (Drehmoment): Kraft, die das Objekt zu verdrehen versucht.
• Scherung: Kraft parallel zur Oberfläche, die zum Durchtrennen führt.
• Knickung: Ähnlich wie Druck, tritt jedoch bei schlanken Bauteilen auf.

Materialprüfverfahren

• Zugversuch: Langsame Dehnung einer Probe bis zum Bruch zur Analyse der Materialeigenschaften.
• Ermüdungsprüfung: Analyse des Materials durch schnelle Rotation und gleichzeitige Verformung.
• Härteprüfung: Messung des Eindrucks eines Diamanten oder Prüfkörpers in das Material.
• Kerbschlagbiegeversuch: Bestimmung der Energie, die benötigt wird, um eine Probe mittels Schlag (Pendelhammer) zu zerstören.