Regensburg 2010 – scientific programme

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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik

MM 5: Diffusion and Point Defects I

MM 5.3: Talk

Monday, March 22, 2010, 10:45–11:00, H6

Zerstörungsfreie Abschätzung der Restlebensdauer an Proben des ICE-Achsstahls — •Patrick Eich¹, Reinhard Sottong¹, Matz Haaks¹, Karl Maier¹ und Hartmut Hintze² — ¹Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Nussallee 14-16, 53115 Bonn — ²Deutsche Bahn AG Bahntechnikerring 74, 14774 Brandenburg-Kirchmöser

In den letzten Jahren ist das ermüdungsbedingte Versagen von Radsatzwellen im Schienenverkehr ausführlich in der Tagespresse diskutiert worden. Die heutzutage eingesetzten und an das 150 Jahre alte Wöhler-Verfahren angelehnten Methoden zur Abschätzung der Restlebensdauer erfordern sehr zeit- und kostenintensive Experimente. Aus der zerstörungsfreien Beobachtung erster Gefügeänderungen als Vorboten des Ermüdungsprozesses lässt sich vergleichbare Information mit nur ca. 1% des experimentellen Aufwandes gewinnen. Die physikalische Ursache für die Ermüdung von metallischen Werkstoffen ist die Akkumulation von Gitterfehlern, wie Versetzungen, und durch Versetzungsbewegung erzeugte Defekte. Der Aufbau der Defektdichte wird mit der Positronen-Annihilation-Spektroskopie (PAS) gemessen und so die Restlebensdauer von Stählen und Aluminiumlegierungen zerstörungsfrei bestimmt [1]. Diese Methode wurde auf Proben des ICE-Achsstahls A4T übertragen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich aus den Frühstadien der Ermüdung die Restlebensdauer mit zu Wöhlermethoden vergleichbarer Genauigkeit abschätzen lässt.

[1] M.Haaks, K. Maier in V. Jentsch et al. "extreme events", Springer 2005