Beanspruchung und Trennbruchgefährdung dickwandiger Bauteile bei Zugbeanspruchung senkrecht zur Oberfläche

Spannungs- und Dehnungsverteilung in einem dickwandigen Blech bei örtlicher Zugbeanspruchung senkrecht zur Oberfläche. Größe und Richtung der Hauptspannungen und Hauptdehnungen. Darstellung eines Trennbruchkriteriums mit Hilfe der Werkstoffanstrengung, der mittleren Hauptspannung und von Werkstoff kenngrößen. Einfluß einer örtlichen Minderung der Trennfestigkeit auf die Anfälligkeit eines Bauteils gegenüber verformungsarmem Bruch. Anleitung zur Ermittlung des sprödbruchgefährdeten Bereichs des dickwandigen Bleches.     

Untersuchungen über die Benetzbarkeit von festen Oxid- und Sulfidphasen mit Reineisenschmelzen und Schmelzen nichtrostender Stähle

Messung der Oberflächenspannung von Reineisenschmelzen und von legierten Stahlschmelzen mit 16 bis 25% Cr und 5 bis 20% Ni nach den Verfahren des ruhenden Tropfens und des maximalen Blasendrucks. Erörterung der Einflußgrößen auf Meßwerte. Abschätzung der Tendenz zum Aufsteigen von MgO-, CaO-, ZrO₂-, MnO-, SiO₂- und CaS-Einschlüssen im flüssigen Stahl.     

Das Verformungsverhalten im Zugversuch des Stahles Ck45 bei tiefen Temperaturen

An glatten und verschieden gekerbten Proben aus Ck45 wurden im Temperaturbereich 100 K ≦ T ≦ 295 K Zugversuche mit konstanter Querhauptgeschwindigkeit durchgeführt, wobei in Abhängigkeit von den Zugkräften sowohl die Probenverlängerungen als auch die Kerbgrunddehnungen bestimmt wurden. Während die aus Nennspannungs, Probenverlängerungs-Diagrammen ermittelten Werkstoffwiderstandsgrößen keine Aussagen zum Deformationsverhalten des Kerbgrundes zulassen, können anhand der Nennspannungs, Kerbgrunddehnungs-Diagramme die temperatur- und formzahlabhängigen Kerbstreckgrenzen beurteilt werden. Unter Berücksichtigung des im Kerbgrund vorliegenden zweiachsigen Spannungszustandes beschreibt bei den gewählten Versuchstemperaturen die Gestaltänderungsenergiehypothese die Abhängigkeit der Kerbstreckgrenze von der Formzahl qualitativ richtig. Die auftretenden Unterschiede zwischen rechnerischer Abschätzung und Experiment werden erörtert. Durch Verformungsmessungen und durch rasterelektronenmikroskopische Bruchflächenuntersuchungen wird nachgewiesen, daß auch den bei Temperaturen von 100 K auftretenden makroskopisch spröden Brüchen der Kerbstäbe merkliche plastische Verformungen vorausgehen. Die Kerbzugfestigkeit nimmt in Abhängigkeit von der Formzahl bei allen Temperaturen zunächst mit der Formzahl zu und fällt nach Erreichen eines Maximalwertes wieder ab.     

Die Bedeutung geringer Arsengehalte im Ferronickel für die zukünftige Nickelversorgung der Stahlindustrie

Erläuterung der Nickelversorgung in der Stahlindustrie. Folgerungen für die Stahlherstellung beim Übergang auf arsenhaltiges Nickeloxiderz. Verhalten von Arsen bei der Herstellung von nichtrostendem Chrom-Nickel-Stahl mit rd. 18% Cr, 9% Ni und mit 0,009, 0,046 und 0,061% As. Prüfen der mechanischen Eigenschaften, der Schweißbarkeit und der chemischen Beständigkeit dieser Stähle in Abhängigkeit vom Arsengehalt. Abschätzen des Einflusses vorgegebener Arsengehalte auf die Neigung zur Anlaßsprödigkeit von Baustahl mit Gehalten bis zu 4% Ni. Überlegungen zur Gefährdung der Umwelt durch Arsen in den hier vorkommenden Gehalten.     

Temperaturerhöhungen der Ziehholoberfläche beim Kaltziehen von Stabstahl mit großen Ziehgeschwindigkeiten

Einflußgrößen auf die Temperaturerhöhungen der reibenden Oberflächen von Stab und Ziehhol. Temperaturmessungen entlang der Wirkfuge mit Thermoelementen im Ziehwerkzeug. Meßeinrichtung und Abschätzung der Genauigkeit des gewählten Meßverfahrens. Ziehversuche mit Rundstäben aus den Stählen 16 MnCr 5 und X 12 CrMoS 17 bei Ziehgeschwindigkeiten bis 100 m/min. Einsatz von 23 unterschiedlichen Schmiermitteln. Einfluß von Ziehgeschwindigkeit, Werkzeuggeometrie, Versuchswerkstoff, Beschaffenheit der Staboberfläche vor dem Ziehen some der Schmiermitteleigenschaften auf die Temperaturverteilung entlang der Wirkfuge und die Temperaturerhöhungen am Ziehholaustritt.     

Auswertung und Beurteilung des Größeneinflusses bei Dauerschwingversuchen mit ungekerbten Proben und Bauteilen

Einfluß der Probengröße auf die Dauerfestigkeit bei Biege-, Verdreh- und Zug-Druck-Wechselbeanspruchung. Höchstwert des rein geometrischen Größeneinflusses, Einfluß der Oberflächenverfestigung, der Oberflächenrauhigkeit und statistischer Werkstoffehler. Abschätzung der Dauerfestigkeit von Bauteilen     

Bewertung der Ergebnisse von Großzugversuchen mit verschiedenen Versagenskonzepten

Anhand der Ergebnisse von Zugversuchen an mittengekerbten Großproben wurde das Konzept der plastischen Grenzlast, das Konzept von Burdekin-Dawes, die J-Design-Kurve nach Turner, das Konzept von Shih und Kumar, der Two-Criteria-Approach und das FAD nach Pellini überprüft und die Grenzen für die Anwendung aufgezeigt. Mit der plastischen Grenzlast können die Höchstlasten der Großproben abgeschätzt werden, wenn keine Niederspannungsbrüche auftreten. Entsprechend dem Pellini-Konzept wurden oberhalb NDT keine Niederspannungsbrüche beobachtet, wenn jeweils die NDT-Temperatur des Werkstoffbereichs als Bezugsgröße gewählt wurde, in den der Fehler eingebracht war. Mit dem Näherungsverfahren von Shih und Kumar ist bei voll duktilem Bruchverhalten eine Abschätzung der Höchstlastn der Großproben möglich, es ergaben sich aber nicht in jedem Fall konservative Vorhersagen. Mit den anderen untersuchten Konzepten ist eine Abschätzung der kritischen Spannungen und Fehlergrößen möglich, wenn die Werte für den Beginn einer stabilen oder instabilen Rißverlängerung aus dem Bruchmechanikversuch zugrunde gelegt werden.     

Der Delta-Ferritgehalt austenitischer Chrom-Nickel-Stähle im Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszustand

Einflußgrößen für den δ-Ferritgehalt austenitischer Chrom-Nickel-Stähle. Bedeutung von Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszuständen für den δ-Ferritanteil. Vorschlag eines Schaubildes zur Abschätzung der Änderung des δ-Ferritgehaltes in Abhängigkeit von chemischer Zusammensetzung, Temperatur, Seigerungsneigung, Wärmebehandlungs- und Verformungsbedingungen.     

Die röntgenographische Messung des Nachwalzgrades von Weißblech

Grundlegende Voraussetzungen bei der röntgenographischen Messung des Nachwalzgrades. Beschreibung eines Verfahrens zur röntgenographischen Messung des Nachwalzgrades durch Messung der (112)-Interferenzlinienverbreiterung an der Blechoberfläche und in Querschnittsmitte. Errechnung der Varianz des Netzebenenabstandes und Benutzung der Varianzendifferenz zwischen Blechoberfläche und Querschnittsmitte als Maß für den Nachwalzgrad. Betriebsversuche über den Einfluß von Bandzug und Längenänderung während des Nachwalzens auf die Varianzendifferenz. Messung der Drittelwertsbreite an der Oberfläche des nachgewalzten Bleches als einfacheres Maß für den Nachwalzgrad. Zeitaufwand der Messungen.     

Stoffumsatz bei diskontinuierlichen und kontinuierlichen Stahlerzeugungsverfahren

Bedeutung kontinuierlicher Verfahren. Stoffumsatz im diskontinuierlich betriebenen Reaktor. Grenzflächenvergrößerung durch Emulgierung der Phasen. Kontinuierlicher Gleichstromreaktor. Verweilzeitspektrum von einem Reaktor und von Reaktorkaskaden. Stoffumsatz in der Reaktorkaskade. Stoffumsatz im Gegenstrom ohne und mit Rückvermischung. Übergangsfunktion einer 6 m langen elektromagnetischen Gegenstromrinne. Abschätzung des Grenzflächenvergrößerungsfaktors. Einfluß der Tropfenverteilungen zwischen Schlacke und Metall.     

Untersuchung verfahrensbedingter Einflußgrößen auf die Aussagefähigkeit des Faltversuches

Zusammenhang zwischen Biegewinkel und zugseitiger Formänderung der Proben an der Stelle der stärksten Krümmung. Einfluß von Auflagerabstand, Verfestigungsvermögen des Werkstoffs, Probenbreite und Biegedorndurchmesser auf diesen Zusammenhang. Beeinflussung des Spannungszustandes in der zugseitigen Probenoberfläche in Probenmitte durch das Verhältnis von Probenbreite zu -dicke. Einfluß einer Formänderungsbehinderung in Dicken- und in Breitenrichtung auf das Formänderungsvermögen.     

Untersuchung zur Beeinflussung der Oberflächenbeschaffenheit und des Reinheitsgrades von siliciumberuhigtem Stahl

Bildungsbedingungen von Randblasen, ihre Auswirkungen auf Rißbildungen an der Knüppeloberfläche. Abhängigkeit des Randblasenbefalls von der Art der Gießhilfsmittel. Kontinuierliche Messung des gelösten Sauerstoffs bei Laboratoriums- und Betriebsschmelzen. Ablauf der Fällungsdesoxidation durch Zugabe von Siliciumlegierungen. Einfluß des gelösten Sauerstoffs auf die im Stahl verbleibenden Oxideinschlüsse.     

Sprödbruchsicherheit von Stahlbauteilen mit gestanzten Löchern

Brucherscheinungen bei Bauteilen mit gebohrten und gestanzten Löchern. Grundlagen für den Übergang vom zähen zum spröden Bruch. Untersuchung von Bauteilen mit gestanzten Löchern. Zusammenhang zwischen Übergangstemperaturen an Bauteilen und an Kerbschlagproben. Einfluß der Bauteildicke auf das Sprödbruchverhalten.     

Der Einfluß von kurzzeitigen Übertemperaturen auf das Zeitstandverhalten von Stahl X 22 Cr MoV 121

Der Einfluß langzeitigen Anlassens auf das Gefüge, die Härte und die Zeitstandeigenschaften von X 22 CrMoV 12 1 wird dargestellt. Thermisch bedingte Gefügeänderungen führen zu einem Härteabfall und können die Beanspruchungsdauer bis zum Bruch gegenüber dem Ausgangszustand bis 70 % vermindern. Die normierte Darstellung der Versuchsdaten ergibt ein Hilfsmittel zur Abschätzung der allein durch Zeit und Temperatur bedingten Lebensdauerverminderung.     

Zur Makrorißbildung in ungekerbten Zugproben

Im einachsigen Zugversuch kommt es im Einschnürbereich zu einer verstärkten Hohlraumbildung. Die Vereinigung der Hohlräume führt zu einem Makroriß, der sich rasch vergrößert und den Bruch der Zugprobe bewirkt. Zwei Methoden zur Ermittlung der Größe und Kontur des Makrorisses werden vorgeschlagen, nämlich das Anlaufätzen und die Auswertung der Kontur des Zähbruchanteils an der Bruchfläche bei Mischbruch. Mit diesen Verfahren wurde die Abhängigkeit der Makrorißgröße von der relativen Querschnittsverminderung anhand der Stähle Ck 15, Ck 35 und St 590 untersucht. Für die bis zum Bruch belasteten Zugproben lassen sich zusätzlich die Bruchkennwerte, die Anteile der verschiedenen Brucharten an der Bruchfläche sowie die daraus berechneten Rißzähigkeiten angeben und einige Hinweise auf das Werkstoffverhalten nahe der Übergangstemperatur Mischbruch–Zähbruch ableiten.     

Die physikalischen Grundlagen der Siedekühlung und ihre Anwendung beim Bau einer Kühlvorrichtung für Werkstoffprüfmaschinen

Physikalische Vorgänge beim Wärmeaustausch zwischen einem festen Körper und einer Kühlflüssigkeit bei der Siedekühlung. Behinderung des Wärmeaustausches bei Entstehung eines Dampffilmes auf der Grenzfläche. Abhängigkeit der Dampffilmbildung von der Oberflächenbeschaffenheit des Körpers und Einfluß schlecht wärmeleitender Deckschichten. Wärmeflußmessungen bei Deckschichten unterschiedlicher Art. Kühlvorrichtung zur stufenlosen Einstellung von Temperaturen zwischen 77 und 320 K für Werkstoffuntersuchungen in Zug und Biegeversuchen.     

Erweiterte elementare Elasto- und Plastostatik der Werkstofftechnik

Aufstellung einer gegenüber den bisherigen Auffassungen erweiterten elementaren Elasto- und Plastostatik ebener Formänderungsvorgänge. Zusammenfassung bisheriger Untersuchungen in einem übergeordneten elementaren Modell. Das erweiterte elementare Modell mit elastischer Verformung des Werkzeugs und des Werkstücks, Verfestigungseinfluß in den Ortsfunktionen der Differentialgleichung in den plastischen Zonen, Abschätzung der Schubverzerrungen, Korrektur der Fließbedingung, proportionale und größtmögliche Reibung. Grundsätzliches zur Bahnreibung. Berechnung von Kraft- und Leistungsbedarf. Darstellung von Pressungsverteilungen, zum Beispiel mit zwei Maxima.     

Untersuchung der Abhängigkeiten des Ablösevolumens einzelner Gasblasen mit einem Simulationsmodell

Mit einem früher¹) entwickelten, mathematischen Modell zur Simulierung der Vorgänge bei der Entstehung, Ablösung und Bewegung einzelner Blasen, die an Düsen gebildet werden, werden Abhängigkeiten des Ablösevolumens von den Flüssigkeitseigenschaften sowie von konstruktiven und operativen Parametern untersucht. Die Ergebnisse des Simulationsmodells werden mit experimentellen Daten aus dem Schrifttum verglichen. Die Übereinstimmung ist überraschend gut. Als Vorteil des Simulationsmodells stellte sich unter anderem heraus, daß bei der Untersuchung des Einflusses der physikalischen Eigenschaften der flüssigen Phase wie Dichte, Viskosität und Grenzflächenspannung der Einfluß der Veränderung eines einzelnen Parameters unter Konstanthalten aller übrigen untersucht werden konnte, was in Experimenten mit realen Flüssigkeiten nicht möglich ist. Das Blasenablösevolumen steigt (grob gesprochen) mit zunehmender Grenzflächenspannung sowie abnehmender Dichte und ist unabhängig von der dynamischen Viskosität, solange diese unter etwa 100 mPas bleibt. Bei kleinen Laplace-Kostanten ist es unabhängig von der Laplace-Konstanten, erst bei höheren Werten dieser Konstante hängt das Ablösevolumen deutlich von ihr ab. Die Tendenz zur Annäherung an ein Grenzgesetz ist deutlich. Der Düsenquerschnitt hat bei kleinen Gasdurchsätzen großen Einfluß auf das Ablösevolumen, sein Einfluß sinkt mit zunehmendem Gasdurchsatz, bei hohem Gasangebot wächst das Ablösevolumen deutlich mit dem Gasdurchsatz, auch hier ist die Annäherung an ein Grenzgesetz unverkennbar. Kleine Ablösevolumina bedeuten durch die damit verbundene feine Dispergierung des Gases eine große Grenzflächenentfaltung. Maßnahmen zur Erzielung kleiner Ablösevolumina werden angegeben.     

Außergewöhnliches Warmumformungsverhalten von Eisen-Silicium-Legierungen

Untersuchung der Warmumformbarkeit von sehr reinen Eisen-Silicium-Legierungen auf einer Warmtorsionsmaschine. Außergewöhnlich gutes Umformverhalten und Umformungsabfall um vier Zehnerpotenzen in einem kleinen Temperaturbereich bei hohen Temperaturen. Erklärung der Hochtemperaturversprödung in Analogie zur Blausprödigkeit. Berücksichtigung der Umformungsgeschwindigkeit und des Siliciumgehalts. Abschätzen der Geschwindigkeitsempfindlichkeit aus den Versuchsergebnissen.     

Das dynamische Kennlinienfeld des schützengesteuerten Asynchron-Schleifringläufermotors

Einfluß des schützengesteuerten Asynchron-Schleifringläufermotors auf die Momentenverläufe in den Triebwerken von Hüttenkranen. Beschreibung eines Motorprüfstandes zur Ermittlung der Luftspaltmoment-Zeit-Funktionen während instationärer Betriebsphasen. Übertragungsfunktion zwischen dem in der Motorwelle gemessenen und dem im Luftspalt herrschenden Drehmoment. Gegenüberstellung des bekannten stationären Drehmoment-Drehzahl-Kennlinienfeldes und eines aus Prüfstandmessungen hergeleiteten Feldes dynamischer Steuerkurven. Folgerungen für die Abschätzung der motorseitig abgegebenen Drehmomentenhöchstwerte. Hinweise auf die zur beanspruchungsgerechten Dimensionierung von Triebwerksbauteilen notwendige Schwingungsbetrachtung der auszulegenden Systeme.