Auf unseren Datenblättern geben wir die Eigenschaften verschiedener Werkzeugstähle und Edelstähle an und vergleichen Sie auch miteinander. Was die dort aufgeführten Material- und Bearbeitungseigenschaften wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung oder Kerbschlagarbeit bedeuten, erklären wir im Text.
Mit der Zerspanbarkeit ist die Eignung eines Werkstücks für die „zerspanende“ Bearbeitung gemeint: Also Bearbeitungsverfahren bei denen „Späne“ fliegen, wie beispielsweise beim Drehen, Fräsen und Bohren. Gut zerspanbare Werkstoffe weisen nach der Zerspanung glatte Oberflächen auf und es bleiben Späne, die weitere Fertigungsabläufe nicht stören.
Mit der Zähigkeit ist gemeint, wie beständig ein Werkstoff gegen Rissbildung- und -ausdehnung oder Bruch ist, z.B. bei plastischer Verformung. Das heißt, wie viel Verformungsenergie vom Werkstoff aufgenommen werden kann, ohne zu brechen.
Zähe Werkstoffe weisen häufig ein ausgewogenes Verhältnis auf zwischen Festigkeit und Duktilität (Eigenschaft eines Werkstoffs, sich plastisch zu verformen, bevor er bricht). Das Gegenteil der Zähigkeit ist die Sprödigkeit.
Verschleißfestigkeit ist die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegen mechanischen Abrieb. Durch Wärme- oder Oberflächenbehandlungsverfahren (z.B. Einsatzhärten, Nitrieren, etc) können Werkstoffe oder Oberflächen für eine bessere Verschleißfestigkeit optimiert werden. Stähle, die „standardmäßig“ sehr verschleißfest sind, weisen oft einen höheren Kohlenstoff- oder Mangananteil auf.
Die Schweißbarkeit sagt aus, wie gut sich ein Werkstoff schweißen lässt, bzw. wie wärmebeständig oder wärmeleitfähig er ist oder wo der Schmelzpunkt liegt. Der Kohlenstoffgehalt spielt bei der Schweißeignung eine große Rolle, bis zu 0,22% ist schweißen problemlos möglich
Unter Korrosionsbeständigkeit ist die Fähigkeit eines Werkstoffs gemeint (bzw. dessen Oberfläche) dauerhaft der Zersetzung durch äußere Einflüsse, wie Feuchtigkeit, Sauerstoff, Salz oder Chemikalien standzuhalten. Zu beachten ist hier jedoch, dass es unterschiedliche Arten von Korrosion gibt!
Worauf es dabei genau ankommt, könnt ihr hier nachlesen.
Mit der Polierbarkeit ist gemeint, wie gut sich ein Werkstoff bzw. dessen Oberfläche feinbearbeiten lässt, sprich: wie gut lassen sich kleine Rauigkeiten oder Unebeneheiten ausgleichen.
Unter dem Härten von Stahl versteht man die Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit durch die gezielte Änderung des Gefüges, z.B. durch Wärmebehandlungen. Unter der Härtbarkeit versteht man somit, wie gut sich ein Werkstoff wärmebehandeln, also härten lässt.
Unter Zugfestigkeit versteht man die maximale Zugspannung mit dem ein Werkstoff belastet wird, bis er bricht bzw. reisst. Die Zugfestigkeit wird aus der maximal erreichten Zugkraft Fm und der Querschnittsfläche der Probe oder des Werkstücks zu Beginn des Zugversuches berechnet:
Eine Zugfestigkeit von Zugfestigkeit Rm [N/mm2]: 490 - 630 bedeuted demnach, dass der Werkstoff bzw. die Materialprobe frühestens bei einer Zugbelastung von 490 Newton (bis 630 Newton) pro Quadratmillimeter Querschnittsfläche zerbricht.
Unter der Streckgrenze versteht man die Spannung, bis zu der bei einem Werkstoff keine dauerhafte plastische Verformung bei Zugbelastung auftritt. Der Werkstoff kann sich verformen, jedoch muss er nach der Reduzierung der Spannung wieder in seine Ausgangsform zurückkehren.
Eine Streckgrenze von 355 heißt, dass die Werkstoffprobe eine Zugbelastung von 355 Newton pro Quadratmillimeter aushalten kann ohne irreversibel verformt zu werden.
Unter der Bruchdehnung versteht man die plastische Dehnung nach einem Bruch im Zugversuch. Sie gibt die Verlängerung einer Zugprobe nach dem Bruch an, im Verhältnis zur Anfangslänge. Somit ist sie ist ein Wert für die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffes. Ist die Bruchdehnung A5 [%] angegeben mit 18 - 20, bedeuted es, dass sich ein Probestab mit einer Länge, die 5x so groß ist wie der Durchmesser, bis zum Bruch um 20% verlängert hat (z.B. Anfangslänge 80mm, bis zum Bruch verlängert auf 96mm).
Der Kerbschlagversuch ist eine Methode der Werkstoffprüfung und gibt Auskunft über die Zähigkeit und Sprödigkeit (Widerstandsfähigkeit) eines Werkstoffs bei schlagartiger Belastung. Der Zugversuch (Bruchdehnung) findet unter Raumtemperatur statt, Materialien sind jedoch oft unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt (Fahrzeugteile z.B.). So können Werkstoffe im Zugversuch hervorragende Werte aufweisen aber bei sehr niedrigen Temperaturen verspröden und schneller brechen. Der Kerbschlagversuch findet in Abhängigkeit zur Temperatur statt.
Dabei wird eine gekerbte Probe eingespannt und mit Hilfe eines Pendelhammers eine schlagartige Belastung simuliert. Je geringer die Kerbschlagarbeit, desto spröder ist der Werkstoff. Es gibt Proben mit einer V-Kerbe = KV, und Proben mit einer U-Kerbe = KU. Die für das Zerteilen der Probe benötigte Energie wird als Kerbschlagarbeit bezeichnet.
Wenn es also heißt: „Kerbschlagarbeit (20 °C): 27 längs, 15 quer“ bedeutet es, dass die Probe bei 20 Grad Celsius längs zur Walzrichtung bei 27 Joule bricht und quer zur Walzrichtung bei 15 Joule.