Zähe Werkstoffe weisen in der Regel ein ausgewogenes Verhältnis ausFestigkeit undDuktilität auf.[2] VieleMetalle sind zäh, da sie eine hohe Festigkeit aufweisen und zugleich in der Lage sind, vielVerformungsenergie aufzunehmen, ohne zu brechen. Dies gilt beispielsweise fürSchmiedeeisen, aber nicht fürGusseisen.
Das Gegenteil der Zähigkeit ist dieSprödigkeit.[3] Beispiele für spröde Werkstoffe sindGlas,Keramik, einige harteKunststoffe undgehärteter Stahl. Diese Materialien sind nur sehr begrenzt in der Lage, sich plastisch zu verformen und können somit wesentlich weniger Energie aufnehmen als zähe Werkstoffe, bevor sie brechen.
Einige Werkstoffe (insbesondere Kunststoffe sowieBaustahl und alle anderenkubisch raumzentrierten Werkstoffe) zeigen eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit ihrer Zähigkeit. Der Übergang zwischen zäher „Hochlage“ und spröder „Tieflage“ wird durch dieÜbergangstemperatur beschrieben.[4] Die Einsatztemperatur sollte stets oberhalb liegen.
Bevor dieser Effekt bekannt war, sind immer wieder Schiffe (z. B. dieLiberty-Frachter während des Zweiten Weltkriegs) bei ruhiger See, aber niedrigen Temperaturen ohne ersichtlichen Grundspröde auseinandergebrochen.[5]
Die Zähigkeit (oder Verformungsenergie) wird in der EinheitJoule pro Kubikmeter () bestimmt. Dabei haben sich unterschiedlichen Testverfahren oder Methoden derBruchmechanik für die Messung einzelner Kennwerte etabliert:
Für eine genauere Quantifizierung wird zudem die elastische Verformung abgezogen.
Das Rissstoppvermögen eines Werkstoffes ermöglicht hingegen tieferes Verständnis zur Rissablenkung oder Rissverzweigung.[1][8] Diese Mechanismen in der Mikrostruktur können bei der Werkstoffentwicklung zu verbesserten Brucheigenschaften und Zähigkeitssteigerung führen.
In derMineralogie ist die Tenazität (Zähigkeit) einer Mineraloberfläche ein mit der Stahlnadel geprüfter Härtegrad:
Beisprödem (fragilem) Mineral springt der Ritzstaub von der Oberfläche weg. Der Großteil der Minerale gehören in diese Kategorie.
Beimildem (tendilem) Mineral springt das Ritzpulver nicht weg, sondern bleibt am Rand der Ritzspur liegen. Bsp.:Galenit,Antimonit
Beischneidbarem (sektilem) Mineral erzeugt die eindringende Nadel eine Ritzspur, aber kein Ritzpulver. Bsp.:Talk,gediegenesBismut
Die Tenazität des gesamten Minerals wird durch Verbiegen getestet:
Spröde Minerale zerbrechen.
Geschmeidige (duktil/malleabel) Mineralien ändern dauerhaft ihre Form. Die Formänderung erfolgt plastisch, d. h. ohne zu zerbrechen; z. B. kann ein Mineral zu einem Plättchen gehämmert oder zu einemDraht gezogen werden. Bsp.: viele Metalle (Silber,Gold,Kupfer etc.),Argentit.
Unelastisch-biegsame (flexibel) Minerale unterscheiden sich von den duktilen Mineralen dadurch, dass der Kristall nur gebogen werden kann. Hämmern oder Ziehen würde zum Zerbrechen führen. Sie bleiben nach dem Biegen ebenfalls in der neuen Form. Bsp.:Gips.
Elastisch-biegsame (elastic) Mineralien kehren dagegen nach dem Verbiegen wieder ihre ursprüngliche Form zurück. Bsp.:Biotit,Hellglimmer, Biotit-Glimmer[9]
↑Günter Schulze:Die Metallurgie des Schweißens. Springer, Berlin / Heidelberg 2009,ISBN 978-3-642-03182-3 (Seite 261 in der Google-Buchsuche).
↑Günter Gottstein:Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Physikalische Grundlagen. 4., neu bearb Auflage. Berlin / Heidelberg 2014,ISBN 978-3-642-36603-1.
