Verformungsspuren und Rißbildung an der Oberfläche von biegewechselbeanspruchten Flachproben hochfester Aluminiumlegierungen

Biegewechselversuche an ungekerbten, vielkristallinen Flachproben aus einer Aluminium-Magnesium-Silicium- und einer Aluminium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierung. Ausbildung von Gleitspuren und Anrissen an der Probenoberfläche in Abhängigkeit von den Beanspruchungsbedingungen.     

Gefügeänderungen und ihre Bedeutung für die Zeitstandfestigkeit am Beispiel eines Chrom-Molybdän-Stahles

Licht- und elektronenmikroskopische Gefügeuntersuchungen an Zeitstandproben aus einem Stahl mit 0,1% C, 0,9% Cr, 0,4% Mo mit Laufzeiten bis 76000 h bei 500 bis 700 °C. Änderungen der Karbidmengen und -strukturen. Bedeutung der Ausscheidungen für die Zeitstandfestigkeit.     

Erfassung von Rißbildung und Rißwachstum von Oberflächenrissen mit Potentialmethode,Aufweitungsmessung und Schallemission

In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse vorgestellt, die im Rahmen eines Forschungsprogrammes bei sieben Behälterversuchen und den entsprechenden begleitenden Untersuchungen gewonnen wurden. Ein Ziel der Arbeit war, Verfahren und Versuchstechniken zu entwickeln, die eine zuverlässige Einbringung von Rissen in gekerbte Behälter durch pulsierenden Innendruck erlauben. Dabei standen zwei Probleme im Vordergrund: Die experimentelle Erfassung der Rißbildung im Kerbgrund und die Bestimmung der Tiefe von Oberflächenrissen während der Schwellbeanspruchung. Bei den Versuchen hat sich gezeigt, daß die Entstehungsphase von Oberflächenrissen mit Potentialmethode, Aufweitungsmessung und Schallemission erfaßt werden kann. Zur Verfolgung des Tiefenwachstums haben sich Potentialmethode und Aufweitungsmessung bewährt. Für diese Verfahren werden Kalibrierkurven in übertragbarer Form angegeben, welche die Meßgrößen Potential bzw. Aufweitung mit der Rißtiefe verknüpfen. Mit derartigen Kurven kann die Einbringung von Oberflächenrissen in Behälter und Platten vollautomatisch überwacht werden. Darüber hinaus ergibt sich für die Potentialmethode im Rahmen der zerstörungsfreien Prüfung die Möglichkeit, die Abmessungen örtlich bekannter Oberflächenfehler abzuschätzen.     

Ausscheidungsverhalten eines warmfesten niobstabilisierten austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stahles

Röntgenfeinstrukturuntersuchungen sowie licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen zum Ausscheidungsverhalten eines Stahles ähnlich X 8 CrNiMoNb 16 16. Zeit-Temperatur-Ausscheidung-Schaubild. Überlegungen zur Umwandlungskinetik.     

Verformungsvorgänge bei der Rißbildung in weichem Stahl durch statische Beanspruchung und Zugschwellbeanspruchung

Zugschwellversuche mit und ohne anschließende statische Zugbeanspruchung zur Erzeugung von Rissen in Flachproben mit dem Querschnitt 50 mm x 20 mm aus einem unlegierten Stahl mit 0,11% C, 0,33% Si und 0,33% Mn. Sichtbarmachen der bleibend verformten Gefügebereiche in der Umgebung der Risse durch rekristallisierendes Glühen. Gegenüberstellung der verformten Bereiche auf der Probenoberfläche und in der Probenmitte. Vergleich mit den Verhältnissen bei der Ausbreitung von Sprödbrüchen nach den Vorstellungen der Bruchmechanik. Hinweise auf den Einfluß einer Auslagerung bei Raumtemperatur auf die Ausbildung der verformten Bereiche.     

Kristallographische Untersuchungen an saumförmigen Gefügebestandteilen in warmfesten Chrom-Molybdän- und Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen

Elektronenoptische Untersuchung der MX-Säume im Stahl 14 MoV 6 3, der M₂X-Säume in den Stählen 10 CrMo 9 10 und X 10 CrMoWV121 sowie der M₂₃C₆-Säume in einem Stahl mit rd. 8% Cr und 2% Mo. Beurteilung der durch die Elektronenbeugungsaufnahmen erhaltenen Orientierungszusammenhänge und Vergleich mit dem Schrifttum.     

Korrosionsverhalten eines seewasserbeständigen,nichtmagnetisierbaren Chrom-Nickel-Molybdän-Stahles hoher Festigkeit

Ausgehend von den Stählen X 5 CrNiMo 17 13 und X 4 CrNiMoN 19 16, Entwicklung höher stickstofflegierter Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle zur Steigerung der Festigkeit ohne Beeinträchtigung der Beständigkeit gegen Korrosion. Beschreibung der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit (Lochfraß, interkristalline Korrosion, Spannungsrißkorrosion) von niob/tantalstabilisierten Stählen mit rd. 0,03% C, 19 bis 23% Cr, 15,5 bis 17,5% Ni, 3% Mo und 0,3 bis 0,4% N.     

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.     

Zeitstandversuche an einem Chrom-Molybdän-Stahl

Zeitstandversuche an einem Stahl mit 0,11% C, 0,87% Cr, 0,45% Mo ähnlich 13 CrMo 4 4 bei 500 bis 600 °C über Zeiten bis zu 76 000 h unter Ermittlung der Zeit-Dehn- und Zeit-Dehngeschwindigkeits-Linien. Aufstellung des Zeitstandschaubildes. Vergleich der Ergebnisse mit verschiedenen mathematischen Ausdrücken und den daraus abgeleiteten Parametern.     

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.     

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.     

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.     

Elektrofunkenerosive Bearbeitbarkeit von vergütbaren Warmarbeitsstählen und ledeburitischen Chromstählen

Entwicklung des Elektrofunkenerodierens. Abtragmechanismus und Kenngrößen beim Senkerodieren. Strukturparameter und Abtragvorgang. Oberflächenbeeinflussung durch den Funkenübergang. Bearbeitung von weichgeglühten und gehärteten Werkzeugstählen. Einflüsse der Oberflächenveränderungen auf die Werkzeugstandzeiten.     

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.     

Mit einer Vorlegierung hergestellte hochfeste und vergütbare manganlegierte Sinterstähle

An aus Eisenpulver (durch Wasserverdüsung erzeugt) und einem aus komplexen Mischcarbiden bestehenden Vorlegierungspulver mit rd. 20% Mn, 20% Cr, 20% Mo, 7% C und Rest Eisen in Einfach- oder Zweifachsintertechnik oder Warmpreßtechnik hergestellten Proben Ermittlung ihrer technologisch-mechanischen Eigenschaftswerte (Preßdichte, Sinterdichte, Maßänderungsverhalten, Zugfestigkeit, 0,1 %-Dehngrenze, Bruchdehnung, Schlagarbeit, Elastizitätsmodul und Härte). Vergleich der Eigenschaftswerte der mit der Vorlegierung hergestellten Stähle mit den entsprechenden Werten anderer manganlegierter, mit den üblichen Legierungsträgern hergestellter Sinterstähle. Festigkeitseigenschaften vergüteter manganlegierter Sinterstähle. An isostatisch gepreßten Proben Ermittlung ihrer Härtbarkeit im Stirnabschreckversuch und Vergleich der Meßwerte mit denen nickellegierter Sinterstähle.     

Über die Ursache der Rißbildung beim Spannungsarmglühen von Schweißverbindungen aus warmfesten Feinkornbaustählen

Schweißsimulierende Wärmebehandlung des Stahls 22 NiMoCr3 7 und Auslagerung unter Spannung bei 620°C. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung der Feinstruktur der interkristallinen Bruchfläche, elektronenspektroskopische Bruchflächenanalyse mit Hilfe des ESCA-Verfahrens und Messung der lokalen Verformungsbeträge im Bereich der ehemaligen Austenitkorngrenzen.     

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.     

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 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.