Streckgrenze: Definition, Berechnung und Anwendung | Leitfaden 2026

Die Streckgrenze gehört zu den wichtigsten mechanischen Werkstoffeigenschaften in der Ingenieurpraxis.
Sie beschreibt die Grenze, ab der ein Werkstoff eine dauerhafte plastische Verformung erfährt. Ihre Kenntnis ist entscheidend für die Auslegung sicherer, zuverlässiger und langlebiger Bauteile.

WAS IST DIE STRECKGRENZE?

Die Streckgrenze (σᵧ) ist die Spannung, bei der ein Werkstoff vom elastischen (reversiblen) in den plastischen (irreversiblen) Verformungsbereich übergeht.

• Unterhalb von σᵧ → der Werkstoff kehrt nach Entlastung in seine ursprüngliche Form zurück
• Oberhalb von σᵧ → die Verformung bleibt auch nach Entlastung bestehen

In der Praxis stellt die Streckgrenze die sichere Betriebsgrenze für die meisten tragenden Bauteile dar.

WIE WIRD DIE STRECKGRENZE BERECHNET?

1) GRUNDFORMEL

Die Streckgrenze ergibt sich aus:

σᵧ = Fᵧ / A

Dabei gilt:

• σᵧ = Streckgrenze (Pa, MPa)
• Fᵧ = Kraft beim Erreichen der Streckgrenze (N)
• A = tragender Querschnitt (mm² oder m²)

2) Experimentelle Methode (Zugversuch)

In der technischen Praxis wird die Streckgrenze durch einen normierten Zugversuch bestimmt:

• Die Probe wird schrittweise belastet
• Die Spannungs-Dehnungs-Kurve wird aufgezeichnet
• Der Übergang von linear zu nichtlinear kennzeichnet das Einsetzen der plastischen Verformung

3) 0,2-%-DEHNGRENZENMETHODE (OFFSET-METHODE)

Für Werkstoffe ohne ausgeprägte Streckgrenze (z. B. viele Aluminiumlegierungen) wird die 0,2-%-Methode verwendet:

• Eine Gerade parallel zum elastischen Bereich wird gezeichnet
• Mit einer plastischen Dehnung von 0,2 % versetzt
• Der Schnittpunkt mit der Kurve definiert σᵧ (0,2 %)

Dies ist die industrieweite Standardmethode.

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EINHEITEN DER STRECKGRENZE

Die Streckgrenze wird angegeben in:

• MPa (Megapascal) → industrieller Standard
• GPa → hochfeste Werkstoffe
• psi → angloamerikanische Systeme

Warum IST DIE STRECKGRENZE SO WICHTIG?

Die Streckgrenze ist ein zentraler Kennwert, da sie:

• die maximal zulässige Betriebsspannung definiert
• bleibende Verformungen (Biegung, Längung) verhindert
• die Werkstoffauswahl anwendungsspezifisch steuert
• das Ausfallrisiko und Wartungskosten reduziert
• als Referenz für Sicherheitsbeiwerte dient

In der Konstruktion wird fast immer deutlich unterhalb der Bruchgrenze gearbeitet – mit der Streckgrenze als maßgeblichem Auslegungswert.

Vergleich: STRECKGRENZE VS. ZUGFESTIGKEIT

Diese beiden Kennwerte dürfen nicht verwechselt werden:

• Streckgrenze (σᵧ) → Beginn der plastischen Verformung
• Zugfestigkeit (σᵤ) → maximale Spannung vor dem Bruch

Ein Werkstoff kann:

• früh strecken, aber stark duktil sein
• spät strecken, jedoch spröde versagen

Typische Werte der STRECKGRENZE

Die Werte hängen von Wärmebehandlung, Fertigungsverfahren und Werkstofforientierung ab.

STRECKGRENZE IM 3D-DRUCK

In der additiven Fertigung wird die Streckgrenze zusätzlich beeinflusst durch:

• Drucktechnologie (FDM, MJF, SLA)
• Bauteilorientierung
• Fülldichte
• Nachbearbeitung
• Werkstoffanisotropie

Beispiele:

• FDM → anisotropes Verhalten, schwächer in Z-Richtung
• MJF / SLS → gleichmäßigeres mechanisches Verhalten
• SLA → hohe Festigkeit, jedoch erhöhte Sprödigkeit

Entscheidend ist die Kombination aus Werkstoff UND Prozess, nicht nur der theoretische Kennwert.

STRECKGRENZE UND SICHERHEITSFAKTOR

In der Konstruktion wird häufig verwendet:

σₐ𝒹ₘ = σᵧ / FS

Dabei gilt:

• σₐ𝒹ₘ = zulässige Spannung
• FS = Sicherheitsfaktor (1,5–3 oder höher)

Dies stellt sicher, dass das Bauteil ausschließlich im elastischen Bereich betrieben wird.

HÄUFIGE FEHLER, DIE ZU VERMEIDEN SIND

• Verwechslung von Streckgrenze und Bruch
• Verwendung theoretischer Werte ohne Prozessbezug
• Missachtung der Anisotropie (insbesondere im 3D-Druck)
• Vernachlässigung von Temperatur und Einsatzumgebung
• Zu niedriger Sicherheitsfaktor

FAZIT

Die Streckgrenze ist der entscheidende Kennwert zur Bestimmung des Übergangs von elastischer zu plastischer Verformung.

Sie ist unverzichtbar für:

• Tragwerks- und Bauteilauslegung
• Werkstoffauswahl
• Sicherheit und Zuverlässigkeit
• CNC-Fertigung und additive Verfahren

Unterhalb der Streckgrenze zu konstruieren bedeutet, sicher zu konstruieren.

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STRECKGRENZE: HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN