Einfluß der Probengeometrie auf die Ergebnisse von Bruchmechanik-Untersuchungen an dem Stahl StE 47

Untersuchung an Kompakt-Zug-(CT-)Proben zum Einfluß der Probendicke und -breite auf die Rißzähigkeit des Stahls StE 47 in Abhängigkeit von der Prüftemperatur. Auswirkungen auf die Ausbildung der plastischen Zone und das Bruchaussehen. Vergleich der Rißzähigkeit mit den bruchmechanischen Kenngrößen Rißaufweitung und J-Integral.     

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.     

Lebensdauer von Kesseln und Rißzähigkeit

Anwendung der Bruchmechanik zur Errechnung der Spannungen im Bereich rißbehafteter Rohrlochwandungen in Kesseltrommeln Vereinfachte Rechenverfahren, insbesondere zur Abschätzung der Lastspielzahl bis zum Bruch. Ermittlung der Rißzähigkeit des Stahles 19 Mn 5 bei Temperaturen bis 350 °C mit Hilfe von Rißaufweitungsmessungen. Abschätzung der Lastspielzahl bis zum Bruch bei schwellender Beanspruchung unter verschiedenen Betriebsbedingungen.     

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.     

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.     

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.     

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.     

Messung der stabilen Rißverlängerung mit der Elektropotentialmethode

Wesentliche Voraussetzung für eine kostengünstige Ermittlung von Rißzähigkeitskennwerten ist eine einfache und zuverlässige Bestimmung der stabilen Rißausbreitung. Da die Potentialmethode zur Ermittlung der Rißinitiierung und des Rißwachstums vielfach vorgeschlagen wird, sollte die Leistungsfähigkeit der Methode im durchgeführten Ringversuch ermittelt und das Verfahren durch Vergleich der angewandten Versuchstechniken optimiert werden.     

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.     

Beurteilung des Bruchverhaltens einsatzgehärteter Stähle durch Kenngrößen der Bruchmechanik

Bestimmung der bruchmechanischen Eigenschaften einsatzgehärteter Stähle sowie von Modellstählen unterschiedlichen Kohlenstoffgehaltes entsprechend der einsatzgehärteten Randzonen. Deutung der Einflüsse der Wärmebehandlung, der Temperatur und der Dehngeschwindigkeit auf die Rißzähigkeit und das Rißfortschrittsverhalten.     

Zur Abschätzung der Sprödbruchsicherheit von Turbinenwellen

Sprödbruchuntersuchungen an Grundwerkstoff und Schweißverbindungen von vier Vergütungsstählen mit rd. 0,2 bis 0,35% C, 0,3% Si, 0,6% Mn, 0,8 bis 2,0% Cr, 0,4 bis 0,7% Mo, bis rd. 2,2% Ni und bis 0,1 % V. Ermittlung kennzeichnender Übergangstemperaturen in Kerbschlagbiegeversuchen sowie der Bruchzähigkeit in Schleuderversuchen an innengekerbten Scheiben mit 600 mm Dmr. und in Bruchmechanikversuchen. Statische Biegeversuche an Kleinproben. Allgemeiner Zusammenhang zwischen Bruchzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Rißauffangübergangstemperatur (FATT) für ferritische Stähle mit 390 bis 1175 N/mm² Streckgrenze. Errechnung der Sicherheit gegen Sprödbruch bei geschweißten und geschmiedeten Turbinenwellen unter Berücksichtigung der möglichen Anfangsgröße von Fehlstellen und deren Wachstum unter Betriebsbedingungen.     

Rißwachstumsverhalten der austenitischen Stähle X 6 CrNi 18 11 und X 6 CrNiMo 1713 unter den Beanspruchungsbedingungen in natriumgekühlten Brutreaktoren

Mathematische Beschreibung des Rißwachstumsverhaltens der Stähle X 6 CrNi 18 11 mit rd. 0,06% C, 18% Cr und 11% Ni sowie X 6 CrNiMo17 13 mit rd. 0,06% C, 17% Cr, 2,5% Mo und 13% Ni an Luft bei Temperaturen bis 646°C und Lastspielfrequenzen von 8,3·10^?-2 bis 4 · 10³ Lastspielen/min. Einfluß von Carbidausscheidungen. Vergleich der Wirkung thermischer und schneller Neutronen. Frequenzabhängigkeit der Rißausbreitungsgeschwindigkeit. Verzögerte Rißausbreitung in der Umgebung von Schweißnähten. Rißwachstum unter Vakuum und in flüssigem Natrium zwischen 427 und 538°C.     

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.     

Bruchmechanische Überprüfung der Integrität des Primärkühlmittel-Eintrittsstutzens eines Druckwasser-Reaktordruckbehälters unter Zugrundelegung eines Kühlmittelverlust-Störfalles

Sicherheitstechnische Beurteilung eines Primärkühlmittel-Eintrittsstutzens mit Oberflächenrissen bei Eintritt eines Kühlmittelverlust-Störfalles. Voraussagen über kritische Rißgrößen während der Einspeisung von Kühlwasser. Bruchmechanische Berechnung unter Zugrundelegung des wahren Spannungsprofils sowie eines kontinuierlichen Umfangsrisses. Berücksichtigung der Bruchzähigkeit K_1c des Werkstoffes entsprechend dem Temperaturgradienten über die Wanddicke. Ermittlung von K_l-Faktoren mit Hilfe eines Computerprogrammes für verschiedene Stutzenquerschnitte in Abhängigkeit von der Rißtiefe und mit den für bestimmte Zeitintervalle erhaltenen Spannungsprofilen. Vergleich des Verlaufs der K-Faktoren mit dem Verlauf der Bruchzähigkeit.     

Zugversuche an walzharten Stählen im Mischbruchbereich

Im einachsigen Zugversuch liegt ein Mischbruch vor, wenn die starke Verformung im Einschnürbereich zu einer Werkstofftrennung nahe der Probenachse führt und diese einen Spaltbruch auslöst. Mit derart gebrochenen Proben lassen sich Rißzähigkeitswerte ermitteln. Bei den untersuchten Stählen Ck 35 und St 490 (St 50-2) tritt der Mischbruch bei Temperaturen zwischen ungefähr – 180°C und Raumtemperatur auf. Es werden die Kenngrößen des Zugversuchs, die Anteile der verschiedenen Brucharten an der Bruchfläche und die Rißzähigkeit in Abhängigkeit von der Prüftemperatur angegeben.     

Die Entstehung von Mikrorissen in metallischen Werkstoffen unter Wechselbeanspruchung

Vorstellungen über den Mechanismus des Dauerbruches und Darstellung der verschiedenen Beanspruchungsbereiche in Verbindung mit Wähler-, Schadens- und. Verformungsgrenzlinie in einem erweiterten Wöhler-Schaubild. Gefügeänderungen von kubisch raum- und flächenzentrierten sowie hexagonalen Werkstoffen in Abhängigkeit von Spannungsausschlag und Lastspielzahl. Einfluß von Korngrenzen und der Kristallorientierung, des umgebenden Mediums, der Kaltverformung sowie von hohen und tiefen Temperaturen auf die Gefügeänderungen und Rißbildung unter wechselnden Beanspruchungen. Vorstellungen und Fragen zur Bildung von Rißkeimen.     

Zusammenhang zwischen der im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch ermittelten Bruchverformungsarbeit und der dynamischen Rißzähigkeit hochfester Stähle in Abhängigkeit von Temperatur und Kerbschärfe

An den Stählen St 52-3 und 35 NiCrMoV 12 5 wurden im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch bei einer Schlaggeschwindigkeit von 5 m/s die Bruchverformungsarbeit und die dynamische Rißzähigkeit bei unterschiedlicher Kerbschärfe und Prüftemperatur bestimmt. Es wurden die Einflüsse aufgezeigt, die bei der Bestimmung der wahren Bruchverformungsarbeit E_d gegenüber dem beim Kerbschlagbiegeversuch aufgenommenen Arbeitsverbrauch a_K berücksichtigt werden müssen. Die Versuchsergebnisse wurden verglichen und diskutiert, wobei auch die Gültigkeit einer Modellvorstellung von A. S. Tetelman zur Bestimmung der Rißzähigkeit an endlich gekerbten Proben überprüft wird.     

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.     

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.     

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.