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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Steigerung der Ermüdungsfestigkeit bei HCF- und VHCF-Beanspruchung durch eine thermomechanische Behandlung im Temperaturbereich der maximalen dynamischen Reckalterung

Mittwoch (18.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr Festsaal

Hochfeste Stähle versagen bei ultrahochzyklischer (Very High Cycle Fatigue, VHCF) Beanspruchung in der Regel an inneren Fehlstellen, wie beispielsweise nichtmetallischen Einschlüssen. Hierbei wird, neben dem Wechsel der Rissausgangsposition von der Oberfläche ins Volumen, zusätzlich ein veränderter Rissinitiierungsmechanismus beobachtet. In der direkten Umgebung des rissinitiierenden nichtmetallischen Einschlusses, welcher eine Lokalisierung der Beanspruchung und damit eine lokalisierte plastische Verformung verursacht, kommt es zu einer Veränderung des Korngefüges hin zu einer sehr feinkörnigen Mikrostruktur. Diese wird als Ursache für das späte Versagen betrachtet. Die lokale Kornfeinung lässt sich vermutlich auf die Bildung von energetisch günstigeren Versetzungsstrukturen in der plastischen Zone um Einschlüsse zurückführen.


Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsvorhabens wird ein Verfahren zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit bei VHCF-Beanspruchung der hochfesten Stähle 42CrMo4 und 100Cr6 entwickelt und analysiert. Dabei wird das zur Steigerung der HCF-Ermüdungsfestigkeit von 100Cr6 bereits erfolgreich eingesetzte Verfahren der thermomechanischen Behandlung (TMB) im Temperaturbereich der maximalen dynamischen Reckalterung angewendet und weiterentwickelt. Während der TMB werden insbesondere im Bereich der Spannungsüberhöhung, in direkter Umgebung der nichtmetallischen Einschlüsse, die Versetzungsstrukturen modifiziert und stabilisiert. Zu überprüfende Hypothese ist, dass die thermomechanische Behandlung die Versetzungsstruktur stabilisiert und dadurch einer Kornfeinung während einer VHCF-Beanspruchung entgegenwirkt. Damit könnte die Steigerung der Ermüdungsfestigkeit bei VHCF-Beanspruchung noch signifikanter sein als bei HCF-Beanspruchung.


Neben der Projektidee, den VHCF-Schädigungsmechanismen und den Versuchsaufbauten werden auf dem Poster die Interpretation der temperaturabhängigen Hystereseschleifen während der TMB hinsichtlich maximaler Wirkung der dynamischen Reckalterung vorgestellt.

 

Sprecher/Referent:
Jan Sippel
TU Kaiserslautern
Weitere Autoren/Referenten:
  • Amin Khayatzadeh
    KIT
  • Dr. Karl-Heinz Lang
    KIT
  • Prof. Dr. Eberhard Kerscher
    TU Kaiserslautern