Riss

Ein Riss ist ein Längsbruch oder Querriss, der sich unter Zugspannung durch ein Werkstück ausbreitet, normalerweise entlang der Faser- oder Kornrichtung, wenn die Zugspannungen die Kohäsionsfestigkeit des Materials übersteigen. Anders als ein ausgefranster Bruch öffnet sich ein Riss typischerweise sauber entlang einer Schwachstelle und verläuft relativ gerade durch das Werkstück. Es ist eine Ausfallform, die häufig bei Holz, Verbundwerkstoffen, Gussteilen und manchmal bei Schmiedeteilen auftritt, wenn Abkühlungsgeschwindigkeiten, Kornausrichtung oder aufgebrachte Lasten die richtigen Bedingungen für Rissausbreitung schaffen.

Bei Holz und Schnittholz entstehen Risse am häufigsten beim Trocknen, wenn die äußere Oberfläche Feuchtigkeit verliert und schneller schrumpft als das Innere. Diese unterschiedliche Schwindung erzeugt Zugspannung senkrecht zur Faser an der Oberfläche, der das Holz nicht widerstehen kann; der Riss verläuft radial von der Mitte nach außen entlang der Faser. Risse an der Schnittfläche von Stämmen und Balken sind besonders häufig und wirtschaftlich bedeutsam und entfernen manchmal 20 Prozent oder mehr des nutzbaren Materials aus einem Kantholz oder Brett.

Risse in Gussteilen und Schmiedeteilen

In Eisen- und Nichteisengussprodukten entstehen Risse während oder kurz nach der Erstarrung, wenn Zugspannung aus thermischer Kontraktion oder Formzug die Festigkeit des abkühlenden Metalls übersteigt. Grauguss ist besonders anfällig für Risse, da er bei niedrigeren Temperataften spröde ist. Schmiedeteile können während der Abkühlung oder unter Last reißen, wenn der Kornfluss zur aufgebrachten Kraft fehlausgerichtet ist oder wenn innere Fehlstellen wie Stringerausscheidungen oder Einschlüsse als Rissinitiierungsstellen wirken. Heißrisse, die sich in den letzten Stadien der Erstarrung bilden, sind ein chronisches Problem bei schweren Stahlblöcken und Aluminiumgussformen.

Der Begriff "Riss" wird in informeller und feldmäßiger Verwendung bevorzugt, um diese sauberen, gerichteten Ausfälle von "Bruchstellen" (die sich verzweigen können) und "Frakturen" (die plötzliche, gewaltsame Ausfälle über einen Querschnitt sind) zu unterscheiden. Ein Riss deutet auf einen Mangel hin, der sich unter anhaltender oder zyklischer Spannung progressiv öffnet und typischerweise einer Schwachstelle des Materials folgt: Korngrenze, Faserausrichtung oder Eigenspannungsfelder.

Die Vermeidung hängt vom Material und Kontext ab. Bei Holz reduzieren richtige Trockenkammerschritte, radiales Sägen und Endversiegelung Trocknerisse. Bei Gussteilen und Schmiedeteilen reduzieren die Kontrolle der Abkühlungsgeschwindigkeit, Minimierung der Formbehinderung, Optimierung des Gießens und der Speisung sowie Verbesserung der Kornstruktur das Rissrisiko. Ultraschallprüfung, Magnetpartikelprüfung und Wirbelstromverfahren können Risse erkennen, bevor ein Werkstück in Betrieb genommen wird, obwohl kleine Oberflächenrisse in Gussteilen oft toleriert werden, wenn sie die Spezifikationsgrenzen nicht überschreiten.