Key Take Away
- Duktile Materialien können sich unter Spannung verformen, spröde nicht.
- Duktil behält seine Form nach Dehnung, spröde Brüche.
- Duktil versagt allmählich, spröde plötzlich.
Was ist duktiles Material?
Als duktile Materialien werden Materialien definiert, die vor dem Bruch eine plastische Verformung zeigen. Mit anderen Worten: Es ist bekannt, dass diese Materialien bei Belastung eine erhebliche plastische Verformung erfahren, ohne zu brechen.
Im Gegensatz zu spröden Materialien, die der Belastung nicht standhalten und zerfallen können, ist duktiles Material in der Lage, der aufgebrachten Belastung über ihre Streckgrenze hinaus standzuhalten und sich zu dünnen Drähten und Blechen zu dehnen.
Duktile Materialien weisen im Zugversuch eine hohe Energieabsorption auf. Außerdem neigt das durch die duktilen Materialien beschriebene Bruchverhalten dazu, vor dem Bruch eine Einschnürung zu erfahren. Einige Beispiele für duktile Materialien sind Kupfer (Cu), Baustahl, Gummi, Aluminium (Al) und die meisten Kunststoffe.
Was ist sprödes Material?
Unter spröden Werkstoffen versteht man Werkstoffe, die eine nicht wahrnehmbare plastische Verformung aufweisen. Mit anderen Worten handelt es sich dabei um Materialien, die bei Belastung schlagartig oder spannungsmäßig zusammenbrechen.
Im Gegensatz zu duktilen Materialien, die sich vor dem Versagen erheblich verformen können, ist dies bei spröden Materialien nicht der Fall. Dies ist auf die atomare und mikrostrukturelle Anordnung der Materialien zurückzuführen, die nicht über die Fähigkeit verfügen, Plastizität aufzunehmen.
Spröde Materialien weisen im Zugversuch eine geringe Energieabsorption auf. Außerdem weisen die spröden Materialien auf ein Bruchverhalten hin, bei dem Brüche plötzlich und ohne nennenswerte Verformung auftreten. Einige Beispiele für spröde Materialien sind Gusseisen (Fe), Stein, Keramik (Zement, Glas, Beton usw.) und Eis.
Unterschied zwischen duktilem Material und sprödem Material
- Als duktile Materialien werden Materialien definiert, die vor dem Bruch eine plastische Verformung zeigen. Als spröde Werkstoffe hingegen gelten Werkstoffe, die eine nicht wahrnehmbare plastische Verformung aufweisen.
- Berücksichtigt man, dass die prozentuale Dehnung bei duktilen Werkstoffen vor dem Bruch unter der Zugfestigkeit höher ist. Im Vergleich dazu ist die prozentuale Dehnung bei spröden Werkstoffen vor dem Bruch unter der Zugfestigkeit geringer.
- Duktile Materialien weisen im Zugversuch eine hohe Energieabsorption auf. Gleichzeitig weisen spröde Materialien im Zugversuch eine geringe Energieabsorption auf.
- Bei Ermüdungsbelastung weisen duktile Werkstoffe eine längere Lebensdauer auf. Andererseits zeigt sich bei spröden Materialien eine kürzere Lebensdauer.
- Einige Beispiele für duktile Materialien sind Kupfer (Cu), Baustahl, Gummi, Aluminium (Al) und die meisten Kunststoffe. Im Vergleich dazu sind einige Beispiele für spröde Materialien Gusseisen (Fe), Stein, Keramik (z. B. Zement, Glas, Beton usw.) und Eis.
- Duktile Materialien können vielfältigen Umformvorgängen wie Walzen, Ziehen, Schmieden, Biegen usw. unterzogen werden. Spröde Materialien hingegen können keinen Umformvorgängen unterzogen werden. Beispielsweise kann Gusseisen nicht zu Drähten verarbeitet werden.
- Was den Elastizitätsmodul betrifft, so hat duktiles Material einen niedrigen Modul, während er bei sprödem Material hoch ist.
- Das durch die duktilen Materialien beschriebene Bruchverhalten neigt dazu, vor dem Bruch eine Einschnürung zu erfahren. Gleichzeitig begünstigen die spröden Materialien das Bruchverhalten, bei dem Brüche plötzlich und ohne nennenswerte Verformung auftreten.
Vergleich zwischen duktilem Material und sprödem Material
| Parameter des Vergleichs | Duktiles Material | Brüchiges Material |
|---|---|---|
| Definition | Die Materialien, die vor dem Bruch eine plastische Verformung zeigen | Die Materialien, die eine unmerkliche plastische Verformung aufweisen |
| Prozentuale Dehnung | Höher | Senken |
| Energieabsorption | Mehr | Weniger |
| Ermüdungsbelastung | Sie zeigen eine längere Lebensdauer | Sie weisen eine kürzere Lebensdauer auf |
| Beispiele | Kupfer, Weichstahl, Gummi, Aluminium und die meisten Kunststoffe | Gusseisen, Stein, Keramik (z. B. Zement, Glas, Beton usw.), Eis |
| Umformvorgänge | Materialien können durch Walzen, Biegen, Schmieden usw. geformt werden | Es kann nicht an den Materialien durchgeführt werden. Beispielsweise kann Gusseisen nicht zu Drähten verarbeitet werden |
| Junger Modul | Es zeigt den niedrigen Modul | Es zeigt den hohen Modul |
| Bruchverhalten | Neigen dazu, vor dem Bruch eine Einschnürung zu erleiden | Der Bruch erfolgt plötzlich und ohne nennenswerte Verformung |
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112318301208
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112309000073
Letzte Aktualisierung: 03. September 2023
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Piyush Yadav hat die letzten 25 Jahre als Physiker in der örtlichen Gemeinde gearbeitet. Er ist ein Physiker, der sich leidenschaftlich dafür einsetzt, die Wissenschaft für unsere Leser zugänglicher zu machen. Er hat einen BSc in Naturwissenschaften und ein Postgraduiertendiplom in Umweltwissenschaften. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
