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Spannungsreihe der Metalle

Mit Spannung bezeichnet man die Bereitschaft eines Metalls, Elektronen aufzunehmen. Dies ist vor allem im Leiter- und Elektrodenbau von Bedeutung, ebenso wie in der Verarbeitung durch galvanische Vorgänge. Das Element Wasserstoff stellt hier das Nullpotential dar. Nach links wird die Aufnahmebereitschaft zunehmend schlechter, das Metall gilt als unedel. Umgekehrt ist es rechts vom Wasserstoff. Die Spannungsreihe gibt auch indirekt Auskunft über die Leitfähigkeit von Metallen. Je leitfähiger, umso edler.

Spannungsarmglühen

Bei der Bearbeitung von Werkstoffen mit Hitze, also zum Beispiel Schweißen, Walzen, Gießen oder Schmieden, können im Werkstoff Spannungen entstehen. Diese haben ungleichmäßige Eigenschaften zur Folge und können das Stück brüchig machen. Um die inneren Spannungen zu verringern, wird das Werkstück in einem Glühofen für etwa eine bis zwei Stunden bei Temperaturen zwischen 550°C und 650°C geglüht. Der Werkstoff wird plastisch (formbar) und die Spannungen gleichen sich durch Fließen aus. Der Werkstoff wird spannungsarm, durch Glühen, daher der Name.

Spannung, zulässige

Als zulässige Spannung bezeichnet man einen bestimmten Bruchteil der Streckgrenze. Die Streckgrenze wird definiert als die höchste Zugbelastung, ehe ein Material bricht. Aus Sicherheitsgründen muss dieser Wert durch eine sogenannte Sicherheitszahl geteilt werden, was dann die zulässige Spannung ergibt. Bei diesem Maximalwert ist mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nicht mit einem Versagen des Materials zu rechnen. Ein Beispiel: Wenn ein Material eine Streckgrenze von 600 N/mm² hat und die festgelegte Sicherheitszahl 1,5 lautet, liegt die zulässige Spannung bei 600N/mm² : 1,5 = 400 N/mm². Dies ist die maximale Spannung, unter der das Material verwendet werden darf. Wird es höher belastet und geschieht ein Unfall, wird hier Fahrlässigkeit vorgeworfen, Versicherungen kommen für den Schaden nicht auf.

Spannungsquerschnitt

In Ruhe ist der Querschnitt etwa eines Metalles ein anderer, als unter Spannung. Unter Spannung wird er etwas geringer, dieser Wert wird Spannungsquerschnitt genannt. Für die Werte bei den einzelnen Materialien gibt es Tabellenbücher, aus denen sie entnommen werden können. Der Wert spielt eine erhebliche Rolle etwa bei den Festigkeitsklassen von Schrauben und Muttern.