Metallermüdung

Metallermüdung bezeichnet das fortschreitende Versagen eines Metalls unter wiederholter Belastung, häufig durch zyklische Spannungen verursacht. Dieser Prozess kann zur Bildung von mikroskopisch kleinen Rissen führen, die sich allmählich ausbreiten und schließlich zum Bruch des Materials führen. Metallermüdung tritt bei Spannungen auf, die weit unterhalb der Belastung liegen, die erforderlich wäre, um das Metall bei nur einer Anwendung zu versagen zu bringen. Die Risse beginnen oft an Bereichen mit Materialunregelmäßigkeiten, wie etwa Korngrenzen, Kerben oder anderen Oberflächenfehlern. In der Luftfahrt ist Metallermüdung ein besonders kritisches Thema, da Flugzeuge über ihre Lebensdauer hinweg zahlreichen Druckzyklen ausgesetzt sind, beispielsweise durch Start- und Landevorgänge oder durch Schwankungen in der Kabinenpressur. Bekannte Vorfälle, wie der Unfall der de Havilland Comet in den 1950er Jahren, haben die Bedeutung des Verständnisses und der Kontrolle von Metallermüdung unterstrichen. Um das Risiko der Metallermüdung zu minimieren, werden in der Luftfahrtindustrie komplexe Prüfprozesse und Wartungsintervalle eingehalten. Aus technischer Sicht hängt die Rate der Rissausbreitung von mehreren Faktoren ab, darunter die Form des Bauteils, die Frequenz der Belastungen sowie die Umgebungsbedingungen, wie etwa Temperatur oder Luftfeuchtigkeit. Moderne Materialien und Designtechniken zielen darauf ab, das Risiko der Metallermüdung zu reduzieren, beispielsweise durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen oder durch eine sorgfältige Gestaltung der Oberflächen.