Regensburg 2013 – wissenschaftliches Programm

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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik

MM 58: Topical Session: Fundamentals of Fracture - Fatigue Fracture

MM 58.3: Vortrag

Donnerstag, 14. März 2013, 16:30–16:45, H4

Ermüdungsrissinitiierung durch Bildung feinkörniger Bereiche bei sehr hohen Lastspielzahlen — •Eberhard Kerscher¹, Patrick Grad¹, Bernhard Reuscher², Alexander Brodyanski² und Michael Kopnarski² — ¹Arbeitsgruppe Werkstoffprüfung, TU Kaiserslautern, Deutschland — ²Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik, TU Kaiserslautern, Deutschland

Metallische Konstruktionswerkstoffe zeigen bei zyklischer Beanspruchung im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen veränderte Schädigungsmechanismen: so tritt in höchstfesten Stählen keine ausgeprägte Wechselfestigkeit auf, sondern es ist ein Versagen durch Rissinitiierung von inneren Einschlüssen zu beobachten. Typisch für das Versagen ist dabei die Bildung eines kreisrund ausgeprägten Ermüdungsrisses direkt um den Einschluss (fish-eye). Bei sehr langen Lebensdauern findet sich zusätzlich direkt um den Einschluss ein feinkörniger Bereich. Zur Erklärungen möglicher Bildungsmechanismen wurden, zusätzlich zu Bruchflächenuntersuchungen im REM, die feinkörnigen Bereiche, die nach Ermüdungsversuchen an martensitischen und bainitischen Zuständen des Stahls 100Cr6 entstanden waren, detaillierter analysiert. Dazu wurden zuerst definierte Bereiche der Mikrostruktur um rissinitiierende Einschlüsse mittels focused ion beam (FIB) freigelegt und anschließend im REM und im TEM analysiert. Ausgehend von diesen Untersuchungen wird ein neues Modell vorgeschlagen, mit dem sich alle bisherigen Untersuchungsergebnisse hinsichtlich der Bildung des feinkörnigen Bereiches sowie der Rissentwicklung durch diesen Bereich erklären lassen.