Dresden 2009 – scientific programme

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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik

MM 20: Poster Session I

MM 20.2: Poster

Tuesday, March 24, 2009, 14:45–16:30, P4

Schadensvorhersage an vordeformiertem und wechselbelastetem Karbonstahl — •Patrick Eich, Matz Haaks und Karl Maier — Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Nußallee 14-16, 53115 Bonn

Die Vorhersage der Lebensdauer von Bauteilen unter zyklischer Belastung basiert bis heute auf der 150 Jahre alten Wöhlermethode. Ein aussagefähiges Wöhlerdiagramm erfordert Lastzahlen von 10⁸ bis 10⁹ und eine große Anzahl äquivalenter Proben. Damit ist sie sehr zeit- und kostenintensiv. Die Positronen- Annihilations- Spektroskopie (PAS) bietet eine neue Methode der Schadensvorhersage. Die mikroskopische Ursache der Ermüdung ist die Akkumulation von Gitterfehlern, die selbst bei geringer zyklischer Belastung zum Materialversagen führen kann. Die Defektdichte des Materials kann mithilfe der PAS gemessen werden. Selbst geringe Änderungen der Defektdichte, wie sie zu Beginn der Ermüdung auftreten, lassen sich über die Zerstrahlungsparameter bestimmen und als Vorbote der Ermüdung des Materials heranziehen. Die Zuverlässigkeit dieser Methode konnte für Karbonstahl- und Aluminiumproben mit defektarmem Ausgangszustand bereits gezeigt werden. Da der industrielle Auslieferungszustand eine bestimmte Vorschädigung aufweißt, werden aktuelle Ergebnisse von vordeformierten und anschließend wechselbelasteten Zugproben des Karbonstahls C45E vorgestellt. Die Defektdichte wurde mit der Bonner Positronen Mikrosonde untersucht und als Maß  für die Schädigung herangezogen. Die Lebensdauer der Proben konnte dabei bereits aus dem Frühstadium der Ermüdung abgeschätzt werden.