Hauptunterschied – Streckgrenze vs. Zugfestigkeit
In der Werkstofftechnik sind Streckgrenze und Zugfestigkeit zwei Eigenschaften, die zur Charakterisierung eines Materials verwendet werden können. Der Hauptunterschied zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit besteht darin, dass die Streckgrenze die Mindestspannung ist, unter der sich ein Material dauerhaft verformt, während die Zugfestigkeit die maximale Spannung beschreibt, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht.
Spannungs-Dehnungs-Charakteristik eines Materials
Wenn ein festes Material keinen äußeren Kräften ausgesetzt ist, schwingen alle Moleküle, aus denen das Material besteht, um ihre Gleichgewichtspositionen. Dies ist die Konfiguration mit der niedrigsten Energie für die Moleküle, und wenn sie von ihrer Gleichgewichtslage wegbewegt werden, versuchen die Moleküle, in ihre Gleichgewichtslage zurückzukehren. Technisch gesehen ist die Spannung ein Maß für diese intermolekularen Kräfte. Wenn das Material nicht beschleunigt wird, sollten die intermolekularen Kräfte durch die auf das Material wirkenden äußeren Kräfte ausgeglichen werden. Daher können wir einen Hinweis auf die Spannung erhalten, indem wir die auf das Objekt wirkenden äußeren Kräfte messen. Die Spannung (
Wenn ein Objekt unter Spannung steht, verformt es sich. Die Dehnung ist ein Maß, das die Längenänderung eines Objekts geteilt durch die ursprüngliche Länge angibt. Die Dehnung wird gewöhnlich mit dem Symbol 
Spannungs-Dehnungskurve für ein duktiles Material
Was ist Streckgrenze
Wenn die Spannung auf ein Material langsam erhöht wird, kann man sehen, dass die Dehnung anfangs proportional zunimmt. Wenn die Kraft, die die Spannung auf das Material verursacht, entfernt wird, kehrt das Material in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn ein Material dazu in der Lage ist, sagen wir, dass das Material elastisch ist (man denke an ein Gummiband). Wenn die auf das Material einwirkende Spannung weiter zunimmt, erreicht das Material schließlich einen Punkt, an dem es sich so stark verformt, dass es selbst nach Aufhebung der verformenden Kräfte nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Die Spannung, bei der sich ein Material nicht mehr elastisch verhält, wird als Streckgrenze bezeichnet. Wenn das Material nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann, spricht man von einem plastischen Material.
Was ist Zugfestigkeit
Angenommen, man erhöht die Kräfte auf das Material über die Streckgrenze hinaus. Das Material verformt sich weiter, und schließlich können die Kräfte zwischen den Molekülen den äußeren Kräften nicht mehr standhalten und das Material bricht. Die maximale Spannung, die das Material aushalten kann, bevor es bricht, wird als Zugfestigkeit oder Bruchfestigkeit bezeichnet.
Wenn man sich die obige Spannungs-Dehnungs-Kurve ansieht, scheint die Spannung abzunehmen, wenn sich das Material weiter dehnt. Das liegt daran, dass die Definitionen von Spannung und Dehnung, die zum Zeichnen dieser Diagramme verwendet werden, nicht die Veränderungen in der Fläche berücksichtigen, die auftreten, wenn die Kräfte auf das Material einwirken. Stattdessen wird hier davon ausgegangen, dass die Fläche konstant bleibt. Diese Art der Definition von Spannung, bei der die Flächenänderung nicht berücksichtigt wird, wird als technische Spannung bezeichnet. Wird die Flächenänderung berücksichtigt, so zeigt die Spannungs-Dehnungs-Kurve, dass mit zunehmender Dehnung des Materials auch die Spannung zunimmt. Die Definition der Spannung, die die kontinuierliche Änderung der Fläche berücksichtigt, wird als wahre Spannung bezeichnet.
Unterschied zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit
Definition:
Die Streckgrenze ist die Spannung, bei der ein Material sein elastisches Verhalten verliert.
Die Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht.
