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Bruchmechanische Untersuchung des Dualphasenstahls HCT590X unter Temperatureinfluss

Oftmals werden Bauteile und Strukturen mithilfe eines statischen Festigkeitsnachweises hinsichtlich der klassischen Festigkeitslehre ausgelegt. In zahlreichen Fällen ist aufgrund von im Bauteil befindlichen Rissen auch ein bruchmechanischer Nachweis erforderlich, da sich die Risse während der Betriebsbelastung ausbreiten und zum Versagen des Bauteils führen können. Zur Vermeidung dieser Schadensfälle sind Kenntnisse über das Ermüdungsrisswachstumsverhalten des Bauteils und bruchmechanische Werkstoffkennwerte unerlässlich. Daher werden in der Praxis Probengeometrien häufig direkt aus dem Bauteil entnommen. Entsprechend der realen Belastungssituation während der Betriebsphase werden diese Proben anschließend bspw. auch unter Temperatureinfluss untersucht.
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Oftmals werden Bauteile und Strukturen mithilfe eines statischen Festigkeitsnachweises hinsichtlich der klassischen Festigkeitslehre ausgelegt. In zahlreichen Fällen ist aufgrund von im Bauteil befindlichen Rissen auch ein bruchmechanischer Nachweis erforderlich, da sich die Risse während der Betriebsbelastung ausbreiten und zum Versagen des Bauteils führen können. Zur Vermeidung dieser Schadensfälle sind Kenntnisse über das Ermüdungsrisswachstumsverhalten des Bauteils und bruchmechanische Werkstoffkennwerte unerlässlich. Daher werden in der Praxis Probengeometrien häufig direkt aus dem Bauteil entnommen. Entsprechend der realen Belastungssituation während der Betriebsphase werden diese Proben anschließend bspw. auch unter Temperatureinfluss untersucht.
Im Rahmen dieses Beitrags werden anhand von verlängerten Mini-CT-Proben aus einem 1,5 mm dicken Stahlblech Rissfortschrittskurven unter Temperatureinfluss gemessen. Dabei wird eine Temperatur von −30 °C untersucht, die mithilfe von flüssigem Stickstoff erreicht werden kann. Um eine optimale Versuchsführung während der Kalttemperaturversuche zu gewährleisten, wurde das Versuchsdurchführungsprogramm um die Möglichkeit der Frequenzanpassung erweitert. Dadurch kann zu Beginn des Versuchs der Riss mit höherer Frequenz schneller eingeschwungen und am Ende des Versuchs das Risswachstum durch eine sehr niedrige Frequenz auch kurz vor dem Versagen der Probe exakt aufgenommen werden. Zur Auswertung der Versuche wird die Rissfortschrittskurve mithilfe eines neuartigen Exponentialansatzes beschrieben, um den Einfluss der Temperatur mathematisch abzubilden und die Ergebnisse für ggf. sich anschließende Simulationen nutzen zu können.

Artikelnummer
WP-2023-244

Titel
Bruchmechanische Untersuchung des Dualphasenstahls HCT590X unter Temperatureinfluss
Autor(en)
D. Weiß, T. Duffe, M. Buczek, G. Kullmer, B. Schramm
DOI
10.48447/WP-2023-244
Veranstaltung
Werkstoffprüfung 2023: Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand - Tagung
Jahr der Veröffentlichung
2023
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Bruchmechanische Untersuchung,Temperatureinfluss,Dualphasenstahl,Frequenzanpassung