Was ist Schlagfestigkeit?
Die Schlagfestigkeit ist ein Maß dafür, wie gut ein Material hält, wenn es getroffen, fallen gelassen oder anderen starken Stößen ausgesetzt wird. Stöße, die als Stoßbelastungen bezeichnet werden, können das Material aufgrund ihrer Schnelligkeit erheblich belasten. Das Material hat keine Zeit, sich anzupassen und den Druck zu verteilen, weil der Vorfall so schnell passiert. Die Materialprüfung umfasst in der Regel eine Bewertung der Schlagzähigkeit, und der Hersteller kann eine Bewertung mit Informationen über die Belastbarkeit bei Stößen vorlegen.
Schlagfestigkeit kann ein sehr kritisches Merkmal sein. Stoßbelastungen können in Notfällen oder unter nicht idealen Bedingungen auftreten, und Materialversagen wäre in diesen Situationen katastrophal. Einige Materialien bleiben so lange in einem Zustand mit geringer Schlagfestigkeit, bis sie benötigt werden. An diesem Punkt können sie immensen Kräften ausgesetzt sein und müssen zuverlässig funktionieren. Straßensperren benötigen zum Beispiel nicht viel Stressresistenz, bis sich ein Fahrzeug in sie hineinbewegt. Dann müssen sie in der Lage sein, den Aufprall zu absorbieren und darauf zu reagieren.
Es gibt eine Reihe von Techniken zur Messung der Schlagfestigkeit. In allen Fällen werden sorgfältig kalibrierte Geräte von geschulten Technikern verwendet, um ein quantifizierbares und wiederholbares Ergebnis zu erzielen. Eine Option ist die Verwendung eines gewogenen Pendels. Die Techniker legen das Material in eine Wiege und lassen das Pendel fallen, um zu sehen, was passiert. Sie notieren den Grad der Schlagbeanspruchung, die erforderlich ist, um das Material zu reißen, zu biegen oder zu entkernen, und sie zeichnen auch die Fehlerstelle auf.
Hohe Schlagzähigkeit kann Kompromisse mit sich bringen. Etwas biegsame Materialien neigen dazu, Stöße besser zu handhaben, da sie sich verformen und zurückprallen können, aber dies ist möglicherweise bei Dingen wie Baumaterialien nicht wünschenswert. Wenn das Material zäher und steifer gemacht wird, können Sprödigkeitseigenschaften entstehen, was bedeutet, dass das Material bei relativ geringer Belastung zerbrechen kann. Materialdesigner müssen über die Anwendung eines Materials nachdenken und den besten Kompromiss zwischen den verfügbaren Merkmalen finden.
Die Prüfung der Schlagzähigkeit weist einige Nachteile auf. Während die Ausrüstung sehr kontrolliert ist und die Auswirkungen messbar sind, können die kontrollierten Bedingungen falsche Informationen über Materialien liefern. Auf dem Gebiet, auf dem Materialien gemischt werden können, können Materialien bei Drücken unterhalb der erwarteten Schlagzähigkeit versagen, wenn sie an weniger als idealen Positionen zusammengefügt werden, die durch Witterungseinflüsse usw. beeinträchtigt werden. Unternehmen führen so viele Tests wie möglich durch, auch mit gekerbten, verwitterten und anderweitig belasteten Materialien, um die am besten geeigneten und anwendbaren Ergebnisse zu erzielen.