Alles über die Streckgrenze: Definition, Berechnung und Bedeutung

Die Streckgrenze ist ein zentraler Werkstoffkennwert, der die mechanische Belastbarkeit eines Materials beschreibt. Sie definiert die Spannung, bei der ein Werkstoff vom elastischen in den plastischen Verformungsbereich übergeht. In der Praxis wird oft die Dehngrenze Rp0,2 als Ersatz für die Streckgrenze verwendet, wenn diese nicht ausgeprägt ist. Die Kenntnis der Streckgrenze ist besonders wichtig für die Dimensionierung von Bauteilen, insbesondere bei Werkstoffen wie Stahl.

Was ist die Streckgrenze?

Die Streckgrenze bezeichnet die maximale Spannung, die ein Material im elastischen Bereich aushalten kann, ohne sich plastisch zu verformen. Nach Überschreiten der Streckgrenze bleibt eine bleibende Verformung zurück.

Bei Werkstoffen mit einer ausgeprägten Streckgrenze, wie unlegiertem Baustahl, lässt sich dieser Punkt leicht in der Spannung-Dehnungs-Kurve erkennen. Bei Materialien ohne ausgeprägte Streckgrenze, z. B. hochfesten Stählen, wird die Dehngrenze Rp0,2 herangezogen.

Unterschiede zwischen Streckgrenze und Dehngrenze Rp0,2

• Streckgrenze: Deutlich sichtbarer Punkt in der Spannung-Dehnungs-Kurve bei Werkstoffen mit ausgeprägter Streckgrenze.
• Dehngrenze Rp0,2: Ersatzkennwert für Materialien ohne ausgeprägte Streckgrenze. Sie beschreibt die Spannung, bei der eine bleibende plastische Verformung von 0,2 % auftritt.

Streckgrenzenverhältnis

Das Streckgrenzenverhältnis beschreibt das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit:​

Ein hohes Streckgrenzenverhältnis zeigt, dass der Werkstoff im elastischen Bereich hohe Spannungen aufnehmen kann, bevor er bricht.

Das Streckgrenzenverhältnis wird als dimensionslose Zahl angegeben und liegt in der Regel zwischen 0,5 und 0,9, je nach Werkstoff.

• Ein hohes Streckgrenzenverhältnis (z. B. 0,9) bedeutet, dass ein Material eine hohe Streckgrenze im Verhältnis zur Zugfestigkeit hat. Solche Materialien zeigen eine geringere plastische Verformung und eignen sich gut für Anwendungen, bei denen hohe elastische Belastbarkeit gefragt ist.

  Ein niedriges Streckgrenzenverhältnis (z. B. 0,6) zeigt, dass ein Material vor dem Erreichen der Zugfestigkeit eine größere plastische Verformung zulässt.

• Sicherheitsbewertung:
  Ein höheres Streckgrenzenverhältnis wird oft bevorzugt, da es eine geringere Differenz zwischen der Belastbarkeit im elastischen und plastischen Bereich aufzeigt, was die Berechnung von Sicherheitsfaktoren erleichtert.
• Materialauswahl:
  In der Konstruktion von Bauteilen spielt das Streckgrenzenverhältnis eine Rolle, um das passende Material für spezifische Anwendungen auszuwählen, z. B. hochfeste Stähle oder duktile Werkstoffe.

Warum ist die Streckgrenze wichtig?

Die Kenntnis der Stahl Streckgrenze oder der Mindeststreckgrenze ist entscheidend für die sichere Konstruktion von Bauteilen. Sie ermöglicht die:

• Dimensionierung von Bauteilen, um plastische Verformungen zu vermeiden.
• Materialauswahl basierend auf mechanischen Anforderungen.
• Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Werkstoffen.