Bollarding

Bollarding ist ein Versagensfall beim Zugversuch, bei dem eine Metallprobe extreme lokale Einschnürung erfährt und den Querschnitt auf einen dünnen, spitzen Stiel reduziert, der einem Poller oder Verkehrspfosten ähnelt. Dies geschieht, wenn ein Material unter Spannung weit über den Punkt der gleichmäßigen Dehnung hinaus plastisch verformt wird und die gesamte weitere Verlängerung in einer engen Zone konzentriert, anstatt sie über die gesamte Messlänge zu verteilen. Das Ergebnis ist eine bleibende Verformung, die weniger wie ein gebrochener Stab aussieht als vielmehr wie eine absichtliche Verschmälerung, daher der Name.

Das Phänomen tritt am häufigsten bei hochduktilen Werkstoffen auf, wie ausgeglühtem Kupfer, niedrigkohlenreichem Stahl und einigen Aluminium-Legierungen. Diese Materialien können große plastische Dehnungen vor dem Bruch aushalten, daher konzentrieren sie statt eines sauberen Bruches fast alle verbleibende Verformung auf einen einzigen schwachen Punkt. Der Vorgang beschleunigt sich, weil die Spannungskonzentration in der dünnen Region, sobald die Einschnürung auftritt, weitere lokalisierte Verformung antreibt. Bollarding kann so extrem ausfallen, dass sich die Probe trennt, ohne jemals vollständig zu brechen und mit einem scharfen Punkt endet.

Warum es beim Prüfen wichtig ist

Bollarding erschwert die Auswertung von Zugversuchsdaten. Das Vorhandensein eines Pollers zeigt, dass der Werkstoff seine Zugfestigkeit erreicht hat und Verfestigung eintrat, aber die Messung der endgültigen Dehnung wird unzuverlässig, weil sich die Mesmarken ungleichmäßig verteilen. Normen wie ASTM E8 und ISO 6892 berücksichtigen dies durch Angabe von Annahmebedingungen für die Probengeometrie und durch Unterscheidung zwischen gleichmäßiger Dehnung (gemessen vor Einschnürungsbeginn) und Gesamtdehnung (die den Pollerbereich einschließt). Eine stark ausgebildete Pollerprobe kann als ungültiges Prüfergebnis abgelehnt werden.

Bollarding ist kein Fehler des Materials selbst, sondern vielmehr ein Kennzeichen seiner Duktilität und der Prüfmethode. Im praktischen Betrieb unterliegen duktile Materialien selten solch extremer Einschnürung, weil sie typischerweise durch Ermüdung, Korrosion oder Überlastung versagen, bevor sie die für Bollarding erforderlichen Dehnungen erreichen. Jedoch bei langsamen Zugversuchen unter Laborbedingungen geht die Instabilität, die die Einschnürung antreibt, unkontrolliert weiter, und Bollarding wird zum sichtbaren Beweis dafür, dass die Verfestigungsrate des Materials unter die Spannungskonzentration gefallen ist, die die Einschnürung vorantreibt.