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Ermittlung von Kitagawa-Takahashi Diagrammen mittels Gleichstrom-Potentialsondenmessungen

Das Kitagawa-Takahashi-Diagramm ist ein wichtiges Werkzeug zur Beschreibung der ausgeprägten Langzeitfestigkeit fehlerbehafteter Bauteile. Insbesondere im Übergangsbereich unterscheiden sich die zur Beschreibung verwendeten Modelle. Daher ist für eine sichere Aussage über die ausgeprägte Langzeitfestigkeit in diesem Bereich eine experimentelle Absicherung des Verlaufs zwingend notwendig. Eine Ermittlung der ausgeprägten Langzeitfestigkeit mit dem Treppenstufenverfahren erfordert jedoch eine große Probenanzahl und eine lange Versuchsdauer. In dieser Arbeit soll eine Methode vorgestellt werden, die eine einfachere und schnellere Absicherung des Verlaufs im Übergangsbereich erlaubt.

In Flachproben eines in zwei verschiedenen Wärmebehandlungen vorliegenden Stahls wurden…

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Das Kitagawa-Takahashi-Diagramm ist ein wichtiges Werkzeug zur Beschreibung der ausgeprägten Langzeitfestigkeit fehlerbehafteter Bauteile. Insbesondere im Übergangsbereich unterscheiden sich die zur Beschreibung verwendeten Modelle. Daher ist für eine sichere Aussage über die ausgeprägte Langzeitfestigkeit in diesem Bereich eine experimentelle Absicherung des Verlaufs zwingend notwendig. Eine Ermittlung der ausgeprägten Langzeitfestigkeit mit dem Treppenstufenverfahren erfordert jedoch eine große Probenanzahl und eine lange Versuchsdauer. In dieser Arbeit soll eine Methode vorgestellt werden, die eine einfachere und schnellere Absicherung des Verlaufs im Übergangsbereich erlaubt.

In Flachproben eines in zwei verschiedenen Wärmebehandlungen vorliegenden Stahls wurden mittels eines Gravierlasers Kerben mit einer definierten Breite und Tiefe eingebracht. Diese Methode ermöglicht die Erzeugung sehr scharfer Kerben ohne plastische Verformung und mit nur einer geringen thermischen Beeinflussung des umgebenden Materials. Die so präparierten Proben werden mit blockweise steigender Last bis zum Bruch ermüdet. Die Erkennung von Anrissen erfolgt mittels einer Gleichstrom-Potentialsonde. Die Länge des Lastblocks wird ebenfalls über die Messdaten der Potentialsonde gesteuert. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine sichere und genaue Ermittlung der Grenzbeanspruchung für die jeweilige Kerbgröße mit einem geringen experimentellen und zeitlichen Aufwand.

Artikelnummer
BR-2025-513

Titel
Ermittlung von Kitagawa-Takahashi Diagrammen mittels Gleichstrom-Potentialsondenmessungen
Autor(en)
N.K. Kanna, J. Bär, L. Duarte, M. Madia
DOI
10.48447/BR-2025-513
Veranstaltung
57. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung
2025
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter