Untersuchung zur Rißbildung im Schweißgut legierter Stähle mit Hilfe des instrumentierten Einspann-Schweißversuchs

Instrumentierte Einspann-Schweißversuche zum Einfluß der chemischen Zusammensetzung und des Gefügeaufbaus auf Reaktionskräfte und Rißverlauf des Schweißguts legierter Kohlenstoffstähle. Rißeinleitung durch Heißrisse im Endkraterbereich. Bevorzugtes Rißwachstum bei mittleren Kohlenstoffgehalten im Temperaturbereich der Zwischenstufenausscheidung. Bedeutung der Plastifizierung. Verzögertes Rißwachstum in Abhängigkeit von Kohlenstoff- und Chromgehalten.     

Bewertung des Einflusses von Sulfiden auf das Bruchverhalten von Baustählen

Instrumentierte Kerbschlagbiegeversuche an Querproben aus längsgewalztem Stahl St 52-3 mit und ohne Zusatz von Cer. Einfluß der Sulfidmenge und der Sulfidausbildung auf Kerbschlagzähigkeit und Aussehen der Bruchfläche. Schlußfolgerungen für Rißeinleitung und Rißausbreitung. Spannungszustand im Kerbgrund. Zusammenhang zwischen Kaltverfestigung und Kraftbedarf für Rißeinleitung.     

Rißausbreitung in einem aushärtbaren austenitischen Stahl mit rd. 6% Al und 40% Ni unter Zugschwellbeanspruchung

Zugschwellversuche und Biegewechselversuche an einem aushärtbaren austenitischen Stahl mit rd. 6% Al und 40% Ni in verschiedenen Gefügezuständen. Einfluß des Gefüges auf das Rißausbreitungsverhalten. Zusammenhang zwischen der Rißausbreitungsgeschwindigkeit und dem Durchmesser der plastisch verformten Zone vor dem Rißgrund. Vergleich mit theoretisch errechneten Werten der Rißausbreitungsgeschwindigkeit. Zusammenhang zwischen Rißausbreitungsgeschwindigkeit und Bruchzähigkeit unter Berücksichtigung der Gleitverteilung.     

Dauerschwingverhalten von Baustählen und Rißausbreitung unter Zug-Druck-Wechselbeanspruchung mit gleichbleibenden und veränderlichen Spannungsausschlägen

Zug-Druck-Dauerversuche mit gleichbleibenden und veränderlichen Spannungsausschlägen an gekerbten Flachproben (α_k = 2,7) der Baustähle St 37-3 und St 52-3. Erfassung der Versuchseinzelwerte in einem erweiterten Wöhler-Schaubild durch Darstellung von Wöhler-Linie, Schadenslinie und Grenzlinie der Verformungsspuren für einstufige Beanspruchung sowie der Lebensdauerlinie des Betriebsfestigkeitsversuches, Aufzeichnung der Rißausbreitung während der einstufigen und mehrstufigen Schwingversuche mit Hilfe einer optischen Registriereinrichtung. Abhängigkeit der Rißausbreitung von der Lastspielzahl und den Spannungsausschlägen.     

Ermittlung der Rißzähigkeit aus den Werkstoffkenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung hochfester Stähle für unterschiedliche Beanspruchungsbedingungen

Zur Ermittlung der Rißzähigkeit aus den Werkstoffkenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung, die in kostengünstigeren Verfahren bestimmt werden können, wurden durch Verknüpfung zweier Modellvorstellungen die Rißzähigkeitswerte errechnet und mit den experimentell gefundenen Werten verglichen. Die Kenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung wurden für die Stähle St 52-3 und 34 NiCrMo 74 im Zug- und Biegeversuch in Abhängigkeit von Temperatur und Dehngeschwindigkeit aufgenommen. Die Untersuchungen ergaben, daß bei Rißausbreitung durch Spaltbruch der Einfluß von Temperatur und Dehngeschwindigkeit auf die Rißzähigkeit mit Hilfe des dargestellten Ansatzes abgeschätzt werden kann, wenn die jeweilige Streckgrenze sowie die Spaltbruchspannung und die werkstoffspezifische Größe Δx_c gegeben sind.     

Rißausbreitungsgeschwindigkeit unter Wechselbeanspruchung

Empirische Beziehungen zwischen der Rißausbreitungsgeschwindigkeit und dem Spannungsintensitätsfaktor. Gesetzmäßigkeiten der Rißausbreitung in Abhängigkeit von der Rißwiderstandslinie und der Rißzähigkeit bei Schwingbeanspruchungen mit gleichbleibenden Spannungsausschlägen sowie gleichbleibenden Spannungsintensitätsfaktoren.     

Einfluß von Abkühlbedingungen und Verformungsgeschwindigkeit auf die Hochtemperatureigenschaften von Baustählen beim Stranggießen

Ausgehend von der erhöhten Rißanfälligkeit mikrolegierter Baustähle beim Stranggießen wurde in Heißzugversuchen nach vorangegangenem Aufschmelzen und Erstarren der Proben der Einfluß unterschiedlicher Gehalte an Niob, Vanadin und Titan, der Verformungsgeschwindigkeit und der Abkühlbedingungen bis auf Prüftemperatur auf die Hochtemperaturfestigkeit und -zähigkeit untersucht. Als Kenngrößen zur Beurteilung der Rißanfälligkeit beim Stranggießen wurden das Erstarrungsintervall ΔT sowie der Verlauf der Brucheinschnürung zwischen 800° und 1200°C ermittelt. Nb-Gehalte bis 0,05% sowie insbesondere abnehmende Umformgeschwindigkeiten bewirken eine deutliche Verschlechterung der Zähigkeit zwischen 1200°C und 800°C. Vanadin hat bis 700°C keinen, Titan nur geringen Einfluß. Die aus der Praxis bekannte unterschiedliche Rißanfälligkeit Nb-freier und Nb-haltiger Güten war nur durch Anpassung der Versuchsbedingungen an die bei der Abkühlung der Strangoberfläche vorliegenden zyklischen Abkühlbedingungen zu klären.     

Zum Einfluß von Temperatur und Beanspruchungsgeschwindigkeit auf die Zähigkeitskennwerte des Stahls C10 mit unterschiedlicher Korngröße

Untersuchungen an dem unlegierten Stahl C10 in zwei verschiedenen Korngrößen. Ermittlung der Rißzähigkeit K_lc und der kritischen Rißaufweitung δ_c in Abhängigkeit von der Temperatur bei quasistatischer und schlagartiger Beanspruchung. Hinweise auf die Dehnungen an der Rißspitze durch Aufnahmen des rekristallisierten Gefüges. Überprüfung von analytischen und empirischen Korrelationen zwischen Rißzähigkeit, Spaltbruchspannung, Streckgrenze und Verfestigungsexponent.     

Zusammenhang zwischen Verschleiß, Rißbildungswiderstand und Spannungsintensitätsfaktor hartspröder Werkstoffe

An hartspröden Werkstoffen wie Hartmetall, gesintertes Aluminiumoxid und Porzellan Kennzeichnung ihres Verschleißmechanismus in Abhängigkeit von der Beanspruchung und der Beanspruchungstemperatur. Zusammenhang zwischen bei der Härtemessung ermittelter Rißlänge, Rißbildungswiderstand, kritischem Spannungsintensitätsfaktor und Verschleißwiderstand. Einfluß von chemischer Zusammensetzung und besonders Temperatur auf die Beziehung zwischen Spannungsintensitätsfaktor und Verschleißwiderstand. Darlegung der Gründe für den bei hohen Temperaturen gegenüber Hartmetall großen Verschleißwiderstand von gesintertem Aluminiumoxid, zum Beispiel beim Metallzerspanen.     

Der Amplitudeneinfluß auf die Bildung von Ermüdungsanrissen in gehärteten und kugelgestrahlten Biegeproben aus Stahl Ck 45

Biegewechselversuche mit gehärteten sowie gehärteten und kugelgestrahlten Stahlproben aus Ck 45. Röntgenographische Ermittlung der oberflächennahen Eigenspannungstiefenverteilungen. Aufnahme von Wöhler-Kurven. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen der Bruchflächen zur Bestimmung des Rißentstehungsortes. Zusammenhang zwischen Spannungsamplitude und Ort der Rißentstehung. Deutung der Versuchsergebnisse als Folge eigenspannungsbeeinflußter lokaler Wechselfestigkeiten.     

Auslösung und Ausbreitung von Rissen in Gasrohrleitungen unter ruhender Innendruckbeanspruchung

Bedingungen für spontane Rißauslösung in Gasrohrleitungen unter Berücksichtigung der Rohrabmessungen, der Anrißlänge und der zulässigen mechanischen Beanspruchung sowie der Kerbschlagzähigkeit, der Bruchzähigkeit und der Rißfließgrenze der verwendeten Stähle. Einfluß der Streckgrenze und der mechanischen Beanspruchung auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Rissen. Bedingungen für gleichbleibende oder abnehmende Rißausbreitungsgeschwindigkeit sowie Rißauffang. Möglichkeiten zur Beeinflussung der Rißausbreitungsbedingungen. Anforderungen an die Kerbschlagzähigkeit von Gasrohrleitungsstählen in Abhängigkeit von Streckgrenze und Beanspruchbarkeit.     

Ermittlung dynamischer Rißzähigkeitswerte an kleinen Querschnitten

Kerbschlagbiegeversuche mit Kraftmessungen im Gebiet von Raumtemperatur bis – 195 °C mit DVM-, ISO-V- und Scharfkerbproben an zehn unlegierten und legierten Stählen mit Werten der Zugfestigkeit von 400 bis 1140 N/mm². Auswertung der Kraft beim Beginn der Bildung des kristallinen Fleckes und Ermittlung der dynamischen Rißzähigkeit. Vergleich mit der Kerbschlagzähigkeit-Temperatur-Kurve. Bewertung der dynamischen Rißzähigkeit gegenüber der Kraft am Beginn der Bildung des kristallinen Fleckes.     

Einfluß des Feuerverzinkens auf die Dauerfestigkeit von Stahldrähten

Umlaufbiegeversuche an Stahldrähten ohne und mit Zinküberzug und mit Zugfestigkeiten von rd. 400 bis 2000 N/mm². Dauerschwingverhalten der Drähte im Zeit- und Wechselfestigkeitsbereich. Durchführung der Versuche nach dem erweiterten Wöhlerverfahren, Ermittlung der Überlebenswahrscheinlichkeit und der Lebensdauerstreuung sowie der Wechselfestigkeit unter Anwendung des Treppenstufenverfahrens. Abhängigkeit der Biegewechselfestigkeit und des Wechselfestigkeitsverhältnisses von der Zugfestigkeit. Untersuchungen von Verformungserscheinungen, der Rißbildung im Zinküberzug, der Rißausbreitung in der Zinkschicht und im Grundwerkstoff mit dem Lichimikroskop und dem Rasterelektronenmikroskop.     

Einfluß des Spannungsarmglühens auf die mechanischen Eigenschaften und das Gefüge von schweißsimulierend wärmebehandelten Proben aus warmfesten Feinkornbaustählen

Untersuchung der Eigenschaften des grobkörnigen Gefüges im wärmebeeinflußten Bereich neben einer Schweißnaht an simulierend wärmebehandelten Proben von sechs Feinkornbaustählen, nämlich 17 MnMoV 6 4, 17 MnNiMoV 5 4, 17 MnNiMoNb 6 6, 22 NiMoCr 3 7, 17 MnNiMo 5 4 und 17 NiCrMo 10 6. Einfluß des Spannungsarmglühens vorwiegend bei 580 °C bis 100 h Dauer auf Härte und Kerbschlagzähigkeit. Ermittlung der Übergangstemperatur für die Kerbschlagzähigkeit, der Bruchzähigkeit und der Rißfortschrittgeschwindigkeit. Zeitstandversuche bis 100 h Dauer vorwiegend bei 580 °C an glatten und gekerbten Proben sowie Entspannungsversuche an glatten Proben. Zusammenhang zwischen Zeitstandkerbempfindlichkeit, Zeitbruchdehnung, Entspannungsverhalten und Rißbildung bei Spannungsarmglühen. Abgrenzung der Bedingungen für das Entstehen von Rissen beim Spannungsarmglühen.     

Wachstumsgeschwindigkeit interkristalliner Risse bei Zeitstandbeanspruchung austenitischen Stahls

Statistische Verteilung der Länge interkristalliner Kriechrisse. Berechnung der Wachstumsgeschwindigkeit und der Rißlänge als Funktionen der gesamten Rißzahl. Rißdichte und Rißlänge als Zeitfunktionen. Rißlänge beim Bruch. Einfluß der Korngröße und der Kriechspannung auf die Rißwachstumsgeschwindigkeit.     

Einfluß der Wärmebehandlung und der Kriechbedingungen auf die interkristalline Rißbildung bei dem Stahl X 8 CrNiMoNb 1616

Zeitstandversuche an dem Stahl X 8 CrNiMoNb 16 16 mit 0,067% C, 17,2% Cr, 16,1% Ni und 1,64% Mo im Temperaturbereich 600 bis 700 °C bis zu rd. 750 h Dauer bei unterschiedlichen mittleren Korndurchmessern von 10 bis 49 μm. Statistische Auswertung der Rißausbildung. Einfluß von Prüftemperatur, Spannung und Korngröße auf Rißlängenhäufigkeit, Rißdichte und mittlere Rißlänge.     

Zum Einfluß von Temperatur und Beanspruchungsgeschwindigkeit auf die Rißzähigkeit von Baustählen mit unterschiedlicher Festigkeit

Untersuchungen an zwei territisch perlitischen Stählen und an einem bainitischen Stahl mit Streckgrenzenwerten zwischen 330 N/mm² und 630 N/mm². Ermittlung der Rißzähigkeit K_lc in Abhängigkeit von der Temperatur bei Beanspruchungsgeschwindigkeiten zwischen dem quasistatischen Versuch und schlagartiger Beanspruchung. Meßtechnische Voraussetzungen für die Durchführung von Bruchmechanikversuchen bei hohen Beanspruchungsgeschwindigkeiten. Ermittlung der kritischen Rißaufweitung δ_c und Vergleich der an kleinen 1 CT-Proben ermittelten K_lc-Werte mit den Ergebnissen von 2 CT-Proben. Unterschiede zwischen den aus instrumentierten Kerbschlagversuchen ermittelten Ergebnissen und den an instrumentierten CT-Proben gemessenen K_ld-Werten. Darstellung der Rißzähigkeit K_lc in Abhängigkeit von der im Kerbgrund berechneten Dehngrenze.     

Bruchzähigkeit von Härtungsgefügen des Werkzeugstahls 90 MnCrV 8

Thermische und thermomechanische Behandlungen an Kaltarbeitsstahl. Rißausbreitung unter statischer und schwingender Belastung. Einfluß von Restaustenit, Carbiden, Austenitkorngröße und Härte. Elektronenmikroskopische Untersuchung der Gefüge und Bruchflächen.     

Die Auswertung von Großzugversuchen an schweißbaren Baustählen unterschiedlicher Festigkeit nach einem Energiekonzept unter Berücksichtigung des stabilen Rißwachstums

Großzugversuche. Versuche mit Hillproben. Werkstoffe: RSt 37-2, St 52-3, 22 NiMoCr 37, StE 47, StE 70. Kraft-Verlängerungs-Diagramme. J-Integral in Abhängigkeit von der Verlängerung. J-Werte bei gerade erreichtem vollplastischen Zustand J_gy und bei Beginn des stabilen Rißwachstums J_i. Einfluß der Fließgrenze. Kritische J-Werte in Abhängigkeit von der Temperatur. Einfluß der Kerbschärfe: Kerbe und Risse; erstmaliges Auftreten des stabilen Anrisses; duktiler Bruch. Zusammenhang zwischen bleibender Verschiebung der Kerbflanken bis zum Bruch bei T_s und Hauptformänderung bis zum Bruch bei der Hillprobe. Korrelation zwischen der Bruchspannung der Hillprobe und der größten Hauptnormalspannung im Kerbgrund bei Beginn des stabilen Rißwachstums. Zusammenhang zwischen der Hauptformänderung bis zum Bruch bei der Hillprobe und dem J-Wert bei Beginn des stabilen Rißwachstums.     

Die thermischen und thermo-visko-elasto-plastischen Vorgänge beim Stranggießen von Stahl

Berechnung der instationären Temperaturfelder und des Erstarrungsfortschrittes beim Stranggießen. Thermo-visko-elasto-plastisches Materialverhalten des Stahles im Hochtemperaturbereich. Analyse der Strangschalenbeanspruchung und -Verformung. Berechnung der Wärmespannungen und deren Einfluß auf das Bulgingverhalten. Schlußfolgerungen hinsichtlich der Rißbildung.