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.     

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.     

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.     

Einfluß des Spannungszustandes und des Gefüges auf die Spaltbruchspannung von Baustählen

Kerbzug- und Biegeversuche mit den Stählen C 10 und C 75 bei tiefen Temperaturen. Einfluß der Kerbgeometrie auf das Bruchverhalten. Berechnung der Spannungsverteilung vor der Kerbe nach der Methode der finiten Elemente. Ermittlung der mikroskopischen Spaltbruchspannung . Berücksichtigung einer kritischen Strecke. Einflußgrößen auf die Spaltbruchspannung.     

Einfluß der Bainitausbildung auf die Zähigkeit von unlegierten Baustählen

Bei dem Zweikomponentengefüge Bainit sollte der Einfluß der Ausbildungsform auf die Zähigkeitseigenschaften, hier repräsentiert durch die Kerbschlagarbeit, untersucht werden. In Proben aus zwei Stählen, deren Zusammensetzungen den Sorten StE 690 bzw. StE 355 entsprechen, wurden durch unterschiedliche Wärmebehandlungen oder durch Variation des Mangangehaltes verschiedenartige Bainitstrukturen eingestellt. Es wurde gefunden, daß die Bainitstruktur einen sehr starken Einfluß auf die Temperaturlage der Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurven ausübt. Ein Übergang von feinnadeligem zu körnigem Bainit führt zu einer Verschiebung der Übergangstemperatur von über 100 K. Dieser starke Einfluß wird dadurch erklärt, daß bei nadeligem Bainit die Nadelbreite und bei körnigem Bainit die ehemalige Austenitkorngröße für die effektive Korngröße maßgebend sind.     

Einfluß der Sulfidausbildung nach einer schweißsimulierenden Wärmebehandlung auf die mechanischen Eigenschaften eines Baustahles

Schweißsimulierende Wärmebehandlung mit und ohne Schrumpfungsbehinderung zur Erzeugung unterschiedlicher Sulfidausbildungsformen. Einfluß der Sulfidausbildung auf die mechanischen Eigenschaften des Stahles St 52-3. Ausbildung der Sulfide auf den Bruchflächen der Zug-, Kerbschlagbiege- und Dauerschwingproben.     

Einfluß unterschiedlicher Manganzusätze auf die Reinheit und Rißempfindlichkeit eines austenitischen Mangan-Nickel-Chrom-Stahles

Analyse der Ursachen der Rißbildung in einem Mangan-Nickel-Chrom-Stahl. Begründung des Vorschlags der Verwendung elektrolytischen Mangans als Ersatz für das bisher verwendete kohlenstoffarme Ferromangan. Ergebnisse von Laboratoriumsuntersuchungen zum Einfluß des Manganzusatzes auf die Gehalte an Phosphor und Spurenelementen. Erfahrungen bei der Anwendung elektrolytischen Mangans unter Betriebsbedingungen.     

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.     

Einfluß von chemischer Zusammensetzung und Herstellungsbedingungen auf die Rißanfälligkeit Te-Iegierter Automatenstähle

Heißzugversuche und begleitende metallkundliche Untersuchungen wurden durchgeführt, um Festigkeit und Zähigkeit von Automatenstählen beim Stranggießen und Warmumformen in der 1. Hitze durch geeignete Versuchsführung im Labormaßstab zu bestimmen. Dabei galt es, den Einfluß des Legierungselementes Tellur in Gehalten von 0–0,047% festzulegen. Es zeigte sich eine starke Abhängigkeit der Festigkeit, der Zähigkeit und des Bruchverhaltens von dem durch die Versuchsführung gegebenen Gefügezustand, der Prüftemperatur und der Zerreißgeschwindigkeit. Im Heißzugversuch nach partiellem Aufschmelzen der Proben ?in situ” zeigen alle untersuchten Stähle einen extrem starken Abfall der Brucheinschnürungswerte im Bereich des zweiten Zähigkeitsabfalls. Dieser wird auf eine Ausscheidung von z.T. flüssigen, sehwefelreichen Phasen, insbesondere auf den Austenitkorngrenzen, aufgrund abnehmender Schwefellöslichkeit und langsamer Mangandiffusion bei sinkender Temperatur zurückgeführt. Sensibilisierungsversuche im Temperaturgebiet der Warmumformung wurden an zuvor partiell aufgeschmolzenen Proben sowie an Proben im industriell erzeugten Gußzustand und im vorgewalzten Zustand der Stahlsorte 9 SMnPb 28 mit und ohne Tellur durchgeführt. Während die Festigkeitswerte keine Abhängigkeit vom Tellurgehalt zeigen, weisen sämtliche tellurlegierten Proben unterhalb von 1150°C deutlich niedrigere Brucheinschnürungswerte auf als die entsprechenden tellurfreien Varianten. Verantwortlich hierfür ist eine Flüssigmetallversprödung, die durch aufschmelzende Bleitelluride verursacht wird.     

Einfluß der Kaltverformungsart und der natürlichen und künstlichen Alterung auf die Verschiebung der Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit allgemeiner Baustähle

Mit DVM-Proben aus den unberuhigt vergossenen Stählen USt 35.2 mit 0,135% C und 0,40% Mn und USt 37-1 mit 0,040% C und 0,34% Mn im normalgeglühten, im über Ac₃ geglühten und langsam (im Ofen) abgekühlten sowie im vergüteten Zustand, im 4, 7 oder 10% kalt verformten Zustand, im quer- und längsgestauchten, im gereckten sowie im gezogenen Zustand, nach viertel-, halb- und neunjähriger Auslagerung, im nicht angelassenen oder bei 250 °C 1 h angelassenen Zustand Aufnahme von Kerbschlagzähigkeit-Temperatur-Kurven zur Untersuchung des Einflusses der Wärmebehandlung, des Grades und der Art der Kaltverformung sowie der natürlichen und künstlichen Alterung auf die Kerbschlagzähigkeit. Folgerung für die Beurteilung der natürlichen Alterung allgemeiner Baustähle bei Raumtemperatur.     

Einfluß von Spannung,Temperatur und Bruchzähigkeit auf das Rißfortschrittsverhalten eines hochfesten Stahles unter Zugschwellbeanspruchung

In Zugschwellversuchen wurden das stabile und das beschleunigte Rißfortschrittsverhalten an einem hochfesten Stahl mit einer R_p.02-Grenze von 1100 N/mm² untersucht. Die geringe plastische Zone im Rißgrund ermöglichte eine bruchmechanische Charakterisierung der Rißausbreitung. Hierbei wurden die Größen n und Ig C der Paris-Gleichung sowie der Punkt K_b der bezogenen Rißfortschrittskurve in Abhängigkeit von Spannung, Temperatur sowie der Bruchzähigkeit bestimmt. Der Zusammenhang zwischen n und Ig C bei unterschiedlichen Beanspruchungsbedingungen wurde durch eine Regressionsanalyse ermittelt.     

Einfluß von Probenbreite und Gefügezustand auf die Kerbschlagzähigkeit allgemeiner Baustähle

Für die Stähle USt 37–1, RSt 37–1, RSt 37–2 und St 37–3 Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit-Temperatur-Kurven mit Spitzkerbproben ähnlich ISO-V-Proben in Abhängigkeit von Probenbreite (3 bis 10 mm) und Walzendtemperatur (810 bis 1070 °C). Auswertung der Ergebnisse nach vergleichbarem Gefügezustand. Kennzeichnung des Breiteneinflusses durch Veränderung der Übergangstemperatur.     

Einfluß von chemischer Zusammensetzung und Gefüge auf die Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit warmfester Stähle

Ermittlung der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für die Gefüge Ferrit–Perlit, Bainit, Martensit und Mischgefüge aus Bainit und Martensit bei den warmfesten Stählen 24 CrMo 5 und 24 CrMoV 55. Ermittlung der Carbidgröße und -form. Bedeutung der Carbidausscheidungen für die Lage der Übergangstemperatur.     

Einfluß des Kohlenstoffgehaltes auf die Hochtemperaturfestigkeit und -Zähigkeit von niedriglegierten Stählen nach Erstarrung aus der Schmelze

Bestimmung von Brucheinschnürung und Zugfestigkeit von Liquidustemperatur bis etwa 900°C an Kohlenstoff-Mangan-Stählen mit 0,015 bis 0,20% C und 1,6% Mn. Deutung dieser Werte anhand eines aufgenommenen Zustandsschaubildes. Bedeutung für die Praxis.     

Der Einfluß von Bariumoxid auf die Zähigkeit von Hochofenschlacken

Messung der Zähigkeit der Hochofenschlacken mit einem Massengehalt von 0 bis 14% BaO. Änderung der Aktivierungsenergie des viskosen Fließens mit steigendem Anteil an Bariumoxid. Veränderungen der Schlackenstruktur sowie Entmischungen und Abweichungen der chemischen Zusammensetzung in Mikrobereichen bei Erhöhung der Bariumoxidgehalte.     

Einfluß der Umformgeschwindigkeit auf die Grenzformänderungen und die Formänderungsverteilung von Feinblech

Erörterung des Einflusses der Umformbedingungen auf das Umformverhalten von Feinblech. Ermittlung von Grenzformänderungen und Formänderungsverteilungen bei Umformungen mit unterschiedlichen Umformgeschwindigkeiten. Messung der Formänderungsverteilung an unterschiedlich geformten Ziehteilen.     

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.     

Einfluß kleiner Kaltverformungsbeträge und unterschiedlicher Alterungsbehandlungen auf die Kerbschlagzähigkeit allgemeiner Baustähle

Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit-Temperatur-Kurven an sieben unlegierten Baustählen nach Kaltverformung um 0,5, 1, 2, 3 und 5%, nach Verformung um die gleichen Beträge und natürlicher Alterung (20 °C 5000 h) sowie künstlicher Alterung (300 °C 1 h). Kennzeichnung des jeweiligen Einflusses durch eine geeignete Übergangstemperatur. Folgerungen für Nachbehandlung kaltverformter und geschweißter Bauteile.     

Einfluß der Wärmebehandlung und Legierung auf die Kaltverfestigung von Manganhartstahl

An Stählen mit rd. 0,65 bis 1,35% C, 0,2 bis 1,75% Si, 6,0 bis 18,55% Mn, 0,02 bis 0,08% P, ≦0,008% S und teils Zusätzen an 1,7 oder 3,05% Cr, 1,0 oder 1,5% Mo, 0,065% N und 1,7% Ni Untersuchungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung, der Korngröße und der Karbidanordnung auf das Verfestigungsverhalten im Zugversuch, die Magnetisierbarkeit und die Gefügebeschaffenheit. Vergleich der Ergebnisse mit Schrifttumsangaben und Folgerungen, z. B. über den Einfluß von Stapelfehlern sowie Anteilen an ε- und α-Martensit auf die Festigkeitssteigerung.     

Einfluß der Abkühlungsgeschwindigkeit beim Härten auf die Zähigkeit von Warmarbeitsstählen

Gefügeaufbau, Kerbschlagzähigkeit und mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur und erhöhten Prüftemperaturen von bei der Vergütung mit verschiedenen Abschreckgeschwindigkeiten gehärteten Warmarbeitsstählen. Einfluß von Anteilen an Zwischenstufe im Härtungsgefüge und der Stärke der Korngrenzenkarbidausscheidungen auf die Zähigkeit der Warmarbeitsstähle bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen. Versuche zur Verbesserung der Zähigkeitseigenschaften besonders der Warmzähigkeit von bei der Vergütung mit verringerter Abkühlungsgeschwindigkeit gehärtetem Stahl X 30 WCrV 53 durch Erhöhung des Kohlenstoff-, Vanadin- und Chromgehaltes des Stahles.