Woran lässt sich eine plastische Verformung durch Überlastung feststellen?

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Eine plastische Verformung unterscheidet sich von der elastischen Verformung dadurch, dass sie bleibend ist. Das bedeutet, das Bauteil kehrt nach Entlastung nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurück.

Hier sind die wichtigsten Merkmale, an denen man eine plastische Verformung durch Überlastung feststellen kann:

1. Geometrische Veränderungen (Sichtprüfung)

Dies ist die offensichtlichste Methode. Das Bauteil weist sichtbare Formveränderungen auf:

  • Verbiegungen oder Knicke: Ein gerades Bauteil (z. B. ein Träger oder eine Welle) ist dauerhaft krumm.
  • Dehnung: Das Bauteil ist länger geworden (oft bei Schrauben oder Bolzen zu beobachten).
  • Einschnürung: Bei extremer Zugbelastung wird der Querschnitt an einer Stelle dünner (typisch kurz vor dem Bruch).
  • Verwindung (Torsion): Ein Bauteil ist in sich verdreht.
  • Veränderte Spaltmaße: Bei Maschinen oder Fahrzeugen passen Abdeckungen oder Türen nicht mehr exakt in ihre Fassungen.

2. Oberflächenmerkmale

Oft reagiert die Oberfläche des Materials auf die Gefügeänderung:

  • Lackabplatzungen oder Risse in der Beschichtung: Da Lack meist weniger dehnbar ist als Metall, platzt er ab oder bekommt Risse, wenn sich das darunterliegende Metall plastisch verformt.
  • Fließfiguren (Lüderssche Linien): Bei bestimmten Stählen zeigen sich bei beginnender plastischer Verformung matte, schräge Linien auf der vorher glatten Oberfläche.
  • Zunderabplatzungen: Bei heißgeformten oder oxidierten Metallen blättert die Oxidschicht ab.
  • Weißbruch (bei Kunststoffen): Viele Kunststoffe verfärben sich an der Stelle der Überlastung weiß. Das liegt an Mikrorissen im Material, die das Licht anders brechen.

3. Funktionale Beeinträchtigungen

Wenn man die Verformung nicht direkt sieht, bemerkt man sie oft im Betrieb:

  • Schwergängigkeit: Lager, Wellen oder Führungen lassen sich nur noch schwer bewegen, weil sie nicht mehr fluchten (aus der Achse geraten sind).
  • Vibrationen: Unwuchten durch verformte rotierende Teile führen zu ungewöhnlichen Schwingungen.
  • Geräusche: Knacken oder Quietschen durch verspannte Bauteile.

4. Messtechnische Feststellung

Wenn die Verformung mit bloßem Auge nicht erkennbar ist, helfen Messmittel:

  • Soll-Ist-Vergleich: Abgleich der aktuellen Maße mit der technischen Zeichnung oder einem Neuteil (z. B. mit Messschieber, Bügelmessschraube oder Koordinatenmessmaschine).
  • Ebenheitsprüfung: Auflegen eines Haarlineals oder einer Richtplatte, um Krümmungen festzustellen.
  • Rissprüfung (zerstörungsfrei): Da plastische Verformung oft mit Mikrorissen einhergeht, können Verfahren wie die Eindringprüfung (Farbeindringverfahren) oder Magnetpulverprüfung zeigen, ob das Materialgefüge bereits geschädigt ist.

5. Materialgefüge (Labor)

In der Werkstofftechnik kann man eine Überlastung auch mikroskopisch feststellen:

  • Gefügeveränderung: Unter dem Mikroskop sind verformte (langgestreckte) Körner im Metallgefüge sichtbar (Texturbildung).
  • Härteänderung: Durch die sogenannte Kaltverfestigung steigt die Härte des Materials im Bereich der plastischen Verformung an.

Zusammenfassend: Das sicherste Anzeichen im Alltag ist eine bleibende Formänderung nach der Entlastung, oft begleitet von Lackschäden oder Funktionsstörungen. Bei sicherheitskritischen Teilen (z. B. Anschlagmittel wie Haken oder Ketten) führen bereits kleinste messbare Dehnungen dazu, dass das Teil ausgesondert werden muss.

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