Ermittlung der Zugfestigkeit von Sintermetallen mit Ultraschallmessungen

Berechnung der inneren Kerbwirkung von Poren in Sintermetallen aus den entsprechenden mit Ultraschall gemessenen Werten für den Elastizitätsmodul und aus dem spezifischen Gewicht der Werkstoffe. Mit den Werten für die Kerbwirkung und für die Härte der Grundmasse Aufstellung einer Gleichung zur Ermittlung der Zugfestigkeit von Sintermetallen. Untersuchung des Einflusses von Sintertemperatur und -dauer auf die innere Kerbwirkung sowie Einteilung eines Sintermetalls je nach Kerbwirkung seiner Poren in Güteklassen.     

Verformungserscheinungen und Rißbildung an biegewechselbeanspruchten Rundproben eines vergüteten Chrom-Molybdän-Stahles

Es wurden Umlaufbiegeversuche an ungekerbten Rundproben mit längsgeschliffener und elektrolytisch polierter Oberfläche eines vergüteten Chrom-Molybdän-Stahles durchgeführt. Die Wöhler-Linien im Zeitfestigkeitsgebiet wurden für eine Überlebenswahrscheinlichkeit von 10, 50 und 90% bestimmt. Außerdem wurden für beide Oberflächenzustände der Proben die Schadenslinien nach dem French-Verfahren und die Wechselfestigkeiten nach dem Treppenstufen-Verfahren ermittelt. Durch metallographische Untersuchungen an elektrolytisch polierten, ungeätzten Proben wurde die Grenzlinie für das Auftreten der ersten Verformungsspuren und an geätzten Proben die Rißausbreitung im Vergütungsgefüge erhalten.     

Die Auswirkung der Bedingungen beim Einschwingen von Ermüdungsanrissen in Bruchmechanikproben der Stähle St 37-3 und St 52-3

Einbringen von Ermüdungsanrissen bei Raumtemperatur und bei —196 °C in 35 mm dicke CT-Proben der Stähle St 37-3 mit 0,08% C, 0,17% Si, 0,45% Mn, 0,019% P und 0,017% S sowie St 52-3 mit 0,13% C, 0,20% Si, 1,19% Mn, 0,017% P und 0,018% S. Ermittlung der Bruchzähigkeit bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und —196 °C. Einfluß der Einschwingtemperatur und der Höhe der Ermüdungsbeanspruchung auf die Größe der plastisch verformten Zone im Rißgrund des Ermüdungsanrisses. Auswirkungen auf die ermittelten Werte der Bruchzähigkeit. Höchstzulässige Werte für die Größe der plastisch verformten Zone.     

Spannungen am Rißbeginn und am Rißende bei zweiachsiger Beanspruchung

Innendruckversuche an zylindrischen und konischen rohrförmigen Proben aus den Stählen St 37-1, St 37-2, St 37-3 sowie St 52-3. Ermittlung der Spannungen und der Wanddickenverminderungen am Rißbeginn und am Ende des Risses im konischen, verstärkten Teil der Probe bei Verhältnissen von Tangential- zu Längsspannung von 0,7 bis 1,0. Bewertung der Stähle nach der auf die Zugfestigkeit bezogenen Spannung am Rißende und der daraus abgeleiteten Übergangstemperatur.     

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 der Erschmelzungsart auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften von gezogenen Stahldrähten nach einer Anlaßbehandlung

Vergleich von Zugfestigkeit, Brucheinschnürung, Verwindezahl und Biegezahl nach dem Anlassen für den gezogenen Stahldraht mit 0,74% C aus Sauerstoffaufblasstahl, Siemens-Martin-Stahl und Elektrostahl. Einfluß der Ziehfolge und des Richtens auf die Eigenschaftsänderungen.     

Einfluß von Temperatur und Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf den Abbau innerer Spannungen und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Stahl 22 NiMoCr 3 7

An einer Bramme aus einer Schmelze des Stahles 22 NiMoCr 3 7 mit rd. 0,2% C, 0,6% Mn, 0,45% Cr, 0,6% Mo und 0,95% Ni Durchführung von Untersuchungen über den Einfluß der Temperatur und der Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf die mechanischen Eigenschaften und den Abbau von inneren Spannungen durch Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch bei 20 und 350 °C, der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für Kerbschlagzähigkeiten von 27 J und 41 J und 50% Anteil an kristallinem Bruchgefüge sowie der Übergangstemperatur im Fallgewichtsversuch (NDT-Temperatur) an bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 730 °C jeweils bis zu 100 h geglühten, der Bramme in Querrichtung entnommenen Proben. Härtemessungen in der Wärmeeinflußzone von IIW-Aufschweißproben nach entsprechenden Glühungen. Zeitstand-Zugversuche bei Temperaturen von 450 bis 730 °C mit unterschiedlicher Beanspruchungshöhe und -dauer bis zum Erreichen einer bleibenden Dehnung von wenigstens 0,2%. Erörterung der Ergebnisse mit Folgerungen, besonders für den durch die Verringerung der Härte und die Parameter im Zeitstandversuch mittelbar gekennzeichneten Abbau von inneren Spannungen sowie (hieraus resultierend) für eine vereinfachte Glühbehandlung von Schweißverbindungen.     

Effusionsverhalten des Wasserstoffs an der Grenzfläche Stahl/Luft

Ermittlung des Wasserstoffgehaltes über den Querschnitt zylindrischer Proben aus Stahl C 45 mit rd. 0,45% C vor und nach Auslagerungen. Ermittlung der Stoffübergangszahl an der Grenzfläche Stahl/Luft aus dem Vergleich der Wasserstoffgehalte vor und nach der Auslagerung durch Anwendung des Näherungsverfahrens von E. Schmidt für räumlich und zeitlich veränderliche Konzentrationsfelder. Prüfung der Anwendbarheit des Verfahrens für zusammengesetzte Glühvorgänge. Untersuchung des Einflusses der Oberflächenbeschaffenheit auf die Wasserstoffeffusion.     

Einfluß des Erweichungsprozesses auf die Geschwindigkeit der Reduktion von Sinter mit Wasserstoff

Im vorliegenden Beitrag wurde der Einfluß des Erweichungsprozesses auf die Reduktionsgeschwindigkeit von Sinter untersucht. Dabei wurde die Reduktionsgeschwindigkeit von Hochofensinter in einem Temperaturbereich um den Erweichungspunkt bestimmt. Es wurde ein rapider, mit dem Erweichungseffekt wie auch mit dem Porositätsschwund verknüpfter Geschwindigkeitsrückgang festgestellt. Diese Erscheinung findet in einem Temperaturbereich statt, der den Temperaturen des Erweichungsbeginns beim untersuchten Sintermaterial im vorreduzierten Zustand entspricht. Somit ist der Erweichungsvorgang als grundlegende Ursache für die festgestellte Abnahme der Reduktionsgeschwindigkeit zu betrachten. Mikroskopische Direktbeobachtungen der Reduktion von Sinter im Erweichungszustand zeigten Erscheinungen, die zu einem Porositätsschwund führen. Messungen des Porenvolumens und der spezifischen Porenoberfläche an Sinter – vor wie nach abgeschlossener Erweichung und Reduktion – bestätigten die Porositätsabnahme. Diese erschwert den Reduktionsgaszufluß zu den Eisenoxiden und verlangsamt so die Reduktionsgeschwindigkeit.     

Einfluß von Gefüge und chemischer Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit untereutektoidischer härtbarer Bandstähle im geglühten Zustand

Ermittlung der Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und des Verhaltens im Faltversuch an Proben aus Bändern von Stahl mit rd. 0,65% C und 0,45 bis 0,75% Mn oder 0,45 bis 0,85% C und 0,65% Mn nach unterschiedlicher Kaltwalz- und Glühbehandlung auf Gefüge mit verschiedener Ferritkorngröße und Zementitkorngröße und -flächendichte. Folgerungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung und Gefügebeschaffenheit auf die mechanischen Eigenschaften im geglühten Zustand.     

Versuchsmethodik für Laboruntersuchungen zum Zusammenhang zwischen Herstellungsbedingungen,Gefüge und Werkstoffeigenschaften

Wegen ihrer großen Bedeutung unter den heutigen Herstellungsverfahren wurden thermomechanische Behandlungen durch Warmflachstauchversuche mit dem Warmumformsimulator (Wumsi) des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung durchgeführt. Die gegenüber anderen Simulationsverfahren vergleichsweise großen Wumsi-Proben erlaubten erstmalig mit aus ihnen entnommenen 1/2 CT-Proben auch die Durchführung von Bruchmechanikversuchen an im Labor thermomechanisch behandeltem Stahl. Hierbei wurden die Meßwerte mit einem Laborrechnersystem für die spätere Auswertung gespeichert. Die beschriebene Versuchsmethodik wird exemplarisch mit Versuchsergebnissen an dem Vergütungsstahl 50 CrMo 4 illustriert. Neben einer thermomechanischen Behandlung mit vier simulierten Walzstichen wurde eine konventionelle Vergleichsvariante erzeugt; die Proben wurden bei verschiedenen Temperaturen angelassen. Sowohl bei den Ergebnissen der Zug- und Kerbschlagbiegeversuche, als auch bei den bruchmechanischen Kennwerten Rißzähigkeit K_Ic und J_R-Rißwiderstandskurven zeigte sich die Verbesserung der Werkstoffeigenschaften durch die thermomechanische Behandlung gegenüber denen nach der konventionellen Behandlung.     

Die unterschiedliche Zähigkeit verschieden wärmebehandelter hochfester Stähle gleicher Zugfestigkeit am Beispiel des Vergütungsstahls 50 CrMo 4

Erzeugung von vier Gefügen mit gleicher Zugfestigkeit von rd. 1200 MPa durch geeignete Wärmebehandlungen. Differenzierung der Gefüge durch die Brucheinschnürung bei 77 K und die Bruchzähigkeit bei 173 K. Zusammenhang der Zähigkeitswerte mit dem raster-elektronenmikroskopisch festgestellten Bruchflächenaussehen und mit den elektronenmikroskopisch festgestellten Anordnungen der Versetzungen und Ausscheidungen. Folgerungen für eine günstige Zähigkeit bei hoher Streckgrenze und hohem Streckgrenzenverhältnis.     

Verbreiterung der Röntgen-Interferenzlinien unterschiedlich wärmebehandelter Baustähle durch Zugverformung im Temperaturgebiet der Blausprödigkeit,Zusammenhang mit den mechanischen Eigenschaften

Zugversuche und Kerbschlagbiegeversuche an drei unlegierten Baustählen mit 0,05 bis 0,6% C und einem niedrig legierten Baustahl mit 0,2% C, 1,2% Mn und 1,3% Cr nach verschiedener thermischer Vorbehandlung. Ermittlung der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung im Temperaturgebiet von ?185° bis 400 °C und der Kerbschlagzähigkeit zuischen ?185° und 1000 °C. Messung der Verbreiterung der Interferenzlinien der bei 100°, 250° und 400 °C zugverformten Proben. Berechnung der drei Verbreiterungsfaktoren Teilchengröße, Stapelfehlerdichte und Gitterverzerrungen. Ursache für die starke Linienverbreiterung im Temperaturbereich der Blausprödigkeit.     

Einfluß verschiedener Dehnungszustände auf das Umwandlungsverhalten eines Stahls

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Umwandlungsverhalten des Stahles 100 Cr 6 in Abhängigkeit vom Dehnungszustand für zwei Probengeometrien und verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten verfolgt. Durch Anlegen einer Zugkraft im Bereich der Warmumformung wurde in den Proben ein Dehnungszustand erzeugt, der von der Probengeometrie (mit und ohne Kerbe) und von der Belastung abhängt. Um eine von äußeren Spannungen unbeeinflußte Gefügeumwandlung zu erzielen, war eine Entlastung der Proben nach der Warmumformung bei 800°C erforderlich. Die Bestimmung der Umwandlungstemperaturen erfolgte gleichzeitig mit den Methoden der Dilatometrie und der Differential-Thermoanalyse. Aus den Versuchsergebnissen konnte gezeigt werden, daß im Vergleich zum unverformten Zustand der Beginn und das Ende der perlitischen Umwandlung durch die Warmumformung des Stahls zu höheren Temperaturen und zu kürzeren Zeiten verschoben werden. Dabei waren abhängig von Probengeometrie oder Dehnungsverteilung unterschiedlich große Verschiebungen festzustellen.     

Untersuchungen über die Trennfestigkeit von Stahl

Erklärung des Begriffes der Trennfestigkeit sowie ihrer Abhängigkeit vom Spannungszustand. Zusammenhang mit der Fließbedingung von R. v. Mises und der Festigkeitshypothese von G. D. Sandel. Ermittlung der linearen Festigkeit im Zugversuch an Stäben aus dem Baustahl St 42 mit 0,09% C und aus den unlegierten Edelstählen Ck 22 mit 0,22% C und Ck 35 mit 0,33% C. Berechnung von polarer Trennfestigkeit und Einführung eines Kennwertes für die Trennbruchsicherheit.     

Der Einfluß von Bearbeitungseigenspannungen auf das Biegewechselverhalten von Stahl Ck 45 im weichgeglühten Zustand

Herstellung von Flachproben für Biegewechselversuche mit reproduzierbarem Oberflächenzustand durch Schleifen, Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen aus dem Stahl Ck 45 mit 0,47% C, 0,21% Si, 0,69% Mn, 0,021% P, 0,031% S, 0,14% Cr und 0,02% Ni im weichgeglühten Zustand. Röntgenographische Messung der Tiefenverteilung der Bearbeitungseigenspannungen. Biegewechselversuche zur Aufnahme von Wöhler-Kurven. Modifiziertes Treppenstufenverfahren mit geringer Probenzahl zur Ermittlung der Biegewechselfestigkeit für 50% Überlebenswahrscheinlichkeit. Zusammenhang zwischen Biegewechselfestigkeit und Bearbeitungseigenspannungen. Einfluß der Kantenbeschaffenheit.     

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.     

Vorgänge im Brennfleckbereich bei der optischen Emissionsspektralanalyse mit Mittelspannungsanregung in Argon

Einfluß der Ausscheidungen aus der metallischen Matrix auf die Entladung. Messungen an Proben mit großen Ausscheidungsmengen und unterschiedlichen Ausscheidungsgrößen. Ableitung von Gesetzmäßigkeiten über den Zustand im Brennfleckbereich nach Erreichen des Abfunkgleichgewichtes anhand der Ergebnisse für Schwefel in Automatenstahl und Kohlenstoff in Grauguß. Anwendung von kombinierten Anregungen zur beschleunigten Einstellung des stationären Abfunkzustandes. Hinweise zur Anwendung auf die betriebliche Stahlanalyse.     

Methode zur Berechnung des Einflusses der chemischen Zusammensetzung austenitischer Stahldrähte auf die erreichbare Zugfestigkeit beim Ziehen

Stand der Erkenntnisse über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung austenitischer Werkstoffe auf ihre Austenitstabilität sowie auf Zugfestigkeit und Verfestigungsverhalten beim Kaltumformen. Aufstellung von vier Gleichungen über den Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffes Nr. 1.4300 und der Zugfestigkeit nach dem Glühen einerseits und der Zugfestigkeit nach dem Ziehen andererseits. Regressionsanalyse mit den Zugfestigkeitswerten von 121 Probezügen. Bewertung der Aussagekraft der entwickelten Gleichungen und ihres Gültigkeitsbereiches.     

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.