Die Zugfestigkeit ist ein wichtiges physikalisches Maß, das die maximale Kraft angibt, die ein bestimmtes Material aushalten kann, bevor es bricht. Die Zugdehnung ist ein weiteres wichtiges Maß, das angibt, wie dehnbar ein Material ist oder wie stark es gedehnt werden kann. Obwohl in der Regel nur ein Diagramm erstellt wird, gibt es viele verschiedene Komponenten in diesen Diagrammen, die uns mehr über die strukturelle Integrität des Materials selbst verraten.
Der Anfangsbereich des Diagramms stellt den Bereich der elastischen Verformung dar. Anhand der linearen Charakteristik können wir erkennen, dass die aufgebrachte Kraft mit einer konstanten Rate zunimmt. Diese Beziehung zwischen Spannung und Dehnung gibt uns einen guten Hinweis auf die Elastizität des Materials. Stellen Sie sich das Material in dieser Phase wie ein Gummiband vor: Es kann nur bis zu einem bestimmten Punkt (% Dehnung) gedehnt werden und kehrt dann immer noch in seinen Ausgangszustand zurück. Die Steigung dieser linearen Kurve stellt den Modulus des Materials dar. Der Modulus-Wert ist ein Maß für die Gesamtsteifigkeit eines Materials und dafür, wie leicht es in seinen Ausgangszustand (im elastischen Bereich) zurückkehren kann. Ein höherer Modulus entspricht einer höheren Elastizitätsbewertung.
Der obere Teil des elastischen Bereichs stellt die Streckgrenze dar, d. h. die maximale Spannung, der ein Material ausgesetzt werden kann, ohne in seinen Ausgangszustand zurückzukehren. Hinter diesem Punkt befindet sich der Bereich der plastischen Verformung. In diesem Bereich ist das Material dauerhaft geschädigt und kann nie wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren.
Der Scheitelpunkt des Diagramms stellt die maximale Zugfestigkeit des Materials dar, d. h. die maximale Spannung, der das Material ausgesetzt werden kann, bis es zu brechen beginnt. Sobald dieser Punkt erreicht ist, können Sie visuell sehen, wie sich die Probe zu verformen beginnt, da das Diagramm eine abnehmende Steigung aufweist. Dies ist der "Einschnürungsbereich", in dem die schwächste Stelle der Probe immer schmaler wird, je länger die Spannung anhält. Die Probe wird immer dünner, bis sie schließlich in zwei Teile zerbricht. Genau in dem Moment, in dem die Probe bricht, wird der Test durchgeführt, und das ist der Punkt, an dem die Duktilität (Dehnung) gemessen wird.
Zugversuche waren ein wichtiger Bestandteil meines Projekts in diesem Sommer und der gesamten materialwissenschaftlichen Industrie. Diese Tests können uns eine Menge Informationen darüber liefern, wie sich ein bestimmtes Material unter verschiedenen Bedingungen verhalten wird. Diese Messungen können wichtige Grundlagen sein, wenn man diese Materialien in realen Anwendungen wie Autos und mobilen Geräten einsetzt.
