Was ist Bruchzähigkeit?
Die Bruchzähigkeit ist ein Maß dafür, wie gut ein Material mit einem vorhandenen Fehler unter Druck steht. Bei der Materialprüfung setzen Menschen Materialien mit bekannten Fehlern einem kontrollierten Druck aus, um zu sehen, wann sich so etwas wie ein Riss in einen vollständigen Bruch verwandelt und zum Versagen des Materials führt. Ingenieure gehen davon aus, dass Perfektion unmöglich ist, und müssen daher Materialien mit einer für die Anwendung geeigneten Bruchzähigkeit entwerfen, damit sie Druck widerstehen und ihre Integrität bewahren.
Bei einem Maß für die Bruchzähigkeit ist es das Ziel, die Leistung mit verschiedenen Arten von Rissen und Fehlern wie Luftblasen tief im Material zu untersuchen. Die Ausrüstung kann Rutsch-, Reiß- oder Zugkräften ausgesetzt sein, um das Verhalten des Materials zu bestimmen. Dies bietet eine Reihe von Bruchzähigkeitsmessungen, mit denen Ingenieure bestimmen können, wann das Material ausfällt und unter welchen Bedingungen.
Die Bruchgefahr steigt mit zunehmendem Druck auf das Material. Wenn das Material zu spröde ist, kann es unter relativ geringem Druck zum Brechen neigen, aber extrem flexible Materialien können sich verformen, was sie unbrauchbar macht. Ingenieure müssen bei der Entwicklung von Werkstoffen den Mittelweg einschlagen und ihnen die Flexibilität geben, Brüchen zu widerstehen, und die Sprödigkeit, Verformungsdrücken standzuhalten. Dies kann Änderungen der Zusammensetzung und des Designs der Produktkomponenten erforderlich machen.
Wenn die Bruchzähigkeit zu gering ist, besteht die Gefahr, dass das Material versagt. Dies ist nicht wünschenswert, und die Ingenieure müssen zum Zeichenbrett zurückkehren, um zu ermitteln, wie das Problem behoben werden kann. Dies kann beinhalten, die Zusammensetzung einer Metalllegierung zu ändern, die Form eines Teils zu ändern oder ein Gerät neu zu konstruieren, um die Druckverteilung zu ändern, wenn es in Betrieb ist. Eine hohe Bruchzähigkeit ist ein gutes Zeichen dafür, dass die Materialien widerstandsfähig genug sind, um den Bedarf zu decken. Es können jedoch auch andere Probleme auftreten, z. B. Materialien, die für die beabsichtigte Anwendung zu schwer sind.
Das Gesetz kann aus Sicherheitsgründen einen bestimmten Standard für die Bruchzähigkeit bestimmter Materialien vorschreiben. In diesen Fällen müssen Unternehmen den staatlichen Inspektoren möglicherweise die Testergebnisse vorlegen, um zu bestätigen, dass das Unternehmen die Standards erfüllt. Unternehmen müssen möglicherweise auch interne und Branchenstandards einhalten, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Diskussion der Testergebnisse ist auch wichtig für Aktivitäten wie das Bieten von Projekten, da Unternehmen zeigen möchten, wie ihre Endprodukte denen der Wettbewerber überlegen sind.