bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
SiC‐faserverstärkte Titanlegierung Ti 6 Al4 V. Einfluß von TiC‐ und TiN‐Zwischenschichten auf die Reaktionszone
Authors: Leucht R. , Dudek H. J. , Ziegler G.
Published: May 2005

Es wird ein kurzer Überblick über Herstellung und Eigenschaften von SiC‐faserverstärkten Ti 6 Al4 V‐Verbundwerkstoffen gegeben. Um die durch Reaktionen im Grenzflächenbereich verursachte Schädigung der SiC‐Fasern zu vermeiden, wurden TiC‐ und TiN‐Schichten zwischen Faser und Matrix eingebracht und deren Einfluß auf die Ausbildung der Reaktionszone untersucht. Zum Nachweis der Reaktionen zwischen Faser und Matrix wurden die Röntgen‐Hochtemperatur‐Diffraktometrie und Auger‐Elektronen‐Tiefenprofilanalyse eingesetzt.

Durch Aufbringen von TiC‐ und TiN‐Zwischenschichten können der Faserangriff und die Grenzflächenreaktionen nicht vollständig verhindert werden. Bedingt durch die langsame Reaktionsgeschwindigkeit kann allerdings bei kurzen Haltezeiten (bis etwa < 1 h) die Ausbildung der schädlichen Titansilicide vermieden werden. Nach den bisher vorliegenden Ergebnissen liefert die Beschichtung der SiC‐Fasern mit TiN, insbesondere aber mit TiC, positive Ansätze für die Weiterentwicklung dieser Verbundwerkstoffe.
Theorie der Haftung am Beispiel Kunststoff
Authors: Michel M.
Published: May 2005

Der Begriff Haftung Kann mechanisch, thermodynamisch und chemisch definiert und abgehandelt werden. Während jedoch bei jeder Einzelbetrachtung keine theoretisch‐mathematische Beziehung zwischen Haftung und Festigkeit hergestellt werden kann, ist es bei thermodynamisch‐chemischer Betrachtung zumindest bei Kunststoffen möglich, mittels aus der Molekularstruktur ableitbaren Daten interessante Funktionalitäten zwischen Haftenergien und Festigkeiten aufzustellen.
Untersuchungen zum Sorptions‐, Desorptions‐ und Quellungsverhalten von Klebstoffen
Authors: Hahn O. , Yi S.
Published: May 2005

Die Metallklebverbindungen unterliegen beim Einsatz zahlreichen Einflüssen, die die mechanisch‐strukturellen Eigenschaften des Klebstoffs verändern bzw. beeinträchtigen. Zu den wichtigsten Einflußgrößen gehören die hygrothermischen und die mechanischen Beanspruchungen. Im Rahmen der Untersuchungen wird deshalb das Sorptions‐, Desorptions‐ und Quellungsverhalten von Klebstoffschichten in Metallklebverbindungen unter hygrothermischer Beanspruchung ermittelt. Hierbei wird festgestellt, daß diese Untersuchungen differenzierte Aussagen über die Strukturbeschaffenheit und die Eigenschaften der Klebstoffe ermöglichen.

Weiterhin zeigen die Untersuchungen, daß das Werkstoffverhalten und der Schädigungsablauf in den Randzonen und im mittleren Bereich der Metallklebschichten unter hygrothermischer Beanspruchung unterschiedlich sind. Die Strukturbeschaffenheit und die Morphologie des Klebstoffs haben einen übergeordneten Einfluß auf das Alterungsverhalten.
Beeinflussung der Korrosionsbeständigkeit von nichtmetallischen Werkstoffen durch Herstellen, Umformen und Fügen
Authors: Dexheimer G.
Published: May 2005

Berichtet wird über Herstellungs‐ und Verarbeitungseinflüsse, welche die Korrosionsbeständigkeit von Teilen aus duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen verändern können. Die Beständigkeit von Bauteilen aus glasfaserverstärkten Reaktionsharzen ist durch deren Aushärtung und Oberflächenbeschaffenheit zu beeinflussen. Hohe Eigenspannungen in Thermoplasten durch Herstellen. Umformen und Schweißen führen zu Spannungsrißbildung, wobei bestimmte Umgebungsmedien die Zeit bis zum Schadenseintritt beträchtlich verkürzen können. Klebverbindungen zwischen faserverstärkten Rohren stellen häufig Schwachstellen dar, da hierfür gefüllte Spachtelmassen verwendet werden, die eine geringere Korrosionsbeständigkeit als die eingesetzten Rohrwerkstoffe aufweisen können.

Beispielhafte Schadensfälle aus der Praxis veranschaulichen die Auswirkungen der beschriebenen Einflüsse auf die Korrosionsbeständigkeit von Kunststoffteilen.
Gefüge und Anlaßverhalten von Weißen Bändern
Authors: Steindorf H. , Broszeit E. , Kloos K. H.
Published: May 2005

In Wälzlagern bilden sich nach großen Überrollungszahlen bei hoher Last unter der Laufbahnoberfläche in einem Abstand von etwa 10 μm bis 250 μm die sogenannten Weißen Bänder, die auch als WEA's (White etching areas) bezeichnet werden. Sie entstehen durch plastische Wechselgleitvorgänge durch die sich lokal Karbide auflösen und Kohlenstoff an den Rand der Deformationszone diffundiert. Man unterscheidet zwischen flachen und steilen weißen Bändern, die sich nacheinander durch die spannungsmechanische Beanspruchung des Werkstoffs bilden. Um das Gefüge und das Anlaßverhalten von weißen Bändern zu untersuchen, wurden aus dem Innenring eines Schrägkugellagers kreissegmentförmige Proben hergestellt. Zur Untersuchung des Anlaßverhaltens (Karbidneubildung) wurden an einem Teil der Proben drei unterschiedliche Wärmebehandlungen durchgeführt. Es zeigte sich, daß eine bestimmte Temperatur überschritten werden muß, um deutliche temperaturinduzierte Gefügeveränderungen im Bereich der weißen Bänder und des Grundgefüges zu erreichen. Durch Härtemessungen konnte gezeigt werden, daß die Härte im Bereich der weißen Bänder makroskopisch stark abfällt, ihre direkte Umgebung jedoch eine höhere Mikrohärte besitzt als die Bänder selbst. Bei einer thermoanalytischen Untersuchung einer Rand‐ und einer Kernprobe stellte sich heraus, daß das thermische Reaktionsverhalten der Randprobe mit etwa 15–20 Vol% weißen Bänder im Vergleich zu der Kernprobe ein eindeutig exothermes verhalten aufweist, d.h. daß eine Reaktion thermisch aktiviert wird, bei der Energie freigesetzt wird. Der Grund hierfür ist in einem energetisch höheren Niveau des Randbereiches zu suchen.
Eigenschaften einkristalliner Turbinenschaufelwerkstoffe
Authors: Wege R. , Wortmann J.
Published: May 2005

Von herausragender Bedeutung für den Einsatz von Nickel‐Basis‐Legierungen in einkristallinem Zustand für die Anwendung als Turbinen‐Laufschaufel sind die dynamischen Festigkeiten und die Kriecheigenschaften. Es wird in Beispielen an den Werkstoffen CMSX6 und SRR99 aufgezeigt, daß die Schwingfestigkeit von Mikroporen kontrolliert wird. In diesem Zusammenhang wird auf legierungs‐ und herstelltechnische Einflüsse auf die Porenbildung eingegangen. Die Kriechfestigkeit und die bei mittleren Temperaturen beobachtete Anisotropie des Kriechverhaltens wird dagegen im wesentlichen durch die Morphologie der härteren γ' ‐ Phase und der durch sie gesteuerten Versagensmechanismen beeinflußt. Das stationäre Kriechverhalten läßt sich durch Potenzgesetze beschreiben.
Einführung in die mikrostrukturellen und mikroanalytischen Verfahren der Werkstoff‐Forschung
Authors: Dudek H. J.
Published: May 2005

Um den wachsenden Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Temperatur‐ und Korrosionsbeständigkeit zu genügen, werden die modernen Werkstoffe zunehmend als “high tech” Produkte mit einer komplizierten Mikrostruktur konzipiert. Dies setzt eine effektive Kontrolle der Mikrostruktur mittels mikrostruktureller und mikroanalytischer Verfahren voraus.

In diesem Bericht wird eine Einführung in die gegenwärtig in der Werkstoff‐Forschung eingesetzten mikrostrukturellen und mikroanalytischen Verfahren gegeben. Da die Größe der maßgebenden Strukturelemente der Werkstoffe in einem weiten Bereich von einigen hundert Mikrometern bis zu atomaren Abmessungen variiert, ist die Ortsauflösung ein wesentliches Kriterium für die Werkstoffuntersuchung.

Die mikrostrukturellen und mikroanalytischen Verfahren werden vornehmlich unter dem Gesichtspunkt der Energieauflösung, der quantitativen Analyse und der Ortsauflösung diskutiert. Näher behandelt werden die analytische Transmissions‐Elektronen‐Mikroskopie (ATEM), die energiedispersive Elektronenstrahl‐Mikroanalyse (EDX), die Auger‐Elektronen‐Spektroskopie (AES) und die Röntgen‐Photoelektronen‐Spektroskopie (XPS).

Am Beispiel der Metallmatrix‐Keramikfaser‐Verbundwerkstoffe (MMC) wird gezeigt, daß die heute von den mikrostrukturellen und mikroanalytischen Verfahren gelieferten Informationen hinreichend die Mikrostruktur charakterisieren, für eine erfolgreiche Werkstoffentwicklung aber auch notwendig sind.
Werkstücktemperaturen bei der Zerspanung – Messung und Berechnung
Authors: Wiesner Ch. , Hoadley A. F. A. , Ramaroson M. , Iischner B.
Published: May 2005

Die Werkstücktemperaturen beim Zerspanen eines austenitischen Stahles, einer Aluminiumlegierung und Kupfer werden mittels Infrarotpyrometer vermessen und numerisch mit der Methode der finiten Differenzen berechnet.

Der Einfluß der Schnittparameter Schnittgeschwindigkeit, Schnittiefe und Spanwinkel auf die Werkstücktemperaturen der verschiedenen Werkstoffe wird untersucht. Je nach Temperaturleitfähigkeit und Zerspanungsverhalten des Werkstoffs hat eine Vergrößerung der Schnittgeschwindigkeit oder der Schnittiefe eine Zu‐ oder Abnahme der Werkstücktemperaturen zur Folge. Eine Steigerung des Spanwinkels bewirkt in jedem Fall eine Abnahme der Werkstücktemperaturen.
Corrosion of mild steel in acid solutions containing thiourea and thiosemicarbazide
Authors: Khalil W. , Abdou M. S. A. , Ammar I. A.
Published: May 2005

Cathodic polarization curves for mild steel in 1.0 N H2SO4 and 1.0N HCl, containing various concentrations of thiourea (TU) (1–25 mM) and thiosemicarbazide (TSC) (0.2–25 mM), were measured in the temperature range 20–50 °C. The apparent activation energy for corrosion (ΔE*) was calculated from Icor vs 1/T and Rp/T vs 1/T relations. ΔE* is virtually constant by changing TU concentrations (55–57 KJ/mole in H2SO4). An interpretation for the loss of inhibition efficiency of TU in acid solution is given. This is based on the decomposition of TU to ammonium thiocyanate.
Heißrißgefahr beim Elektronenstrahl‐Schweißen metastabiler austenitischer Werkstoffe
Authors: Steffens H.‐D. , Sievers E.‐R.
Published: May 2005

Das Elektronenstrahl‐Schweißen austenitischer Werkstoffe bietet sich als wirtschaftliches Verfahren zum Fügen dickwandiger Bauteile an. Neben den technologischen Vorteilen, wie geringer Verzug, kleine Schrumpfbeträge, Tiefschweißeffekt, infolge der konzentrierten Wärmeeinbringung, existieren beim Elektronenstrahl‐Schweißen metastabiler austenitischer Werkstoffe Probleme, da die Schmelze aufgrund der hohen Abkühlgeschwindigkeiten primär austenitisch erstarren kann, wobei sich die Gefahr einer Heißrißentstehung erhöht.

Diesbezügliche Untersuchungen beim Elektronenstrahl‐Schweißen nach der Tulpennahttechnik ergaben, daß der primär austenitischen Erstarrung und damit der Heißrißgefahr über die Zugabe ferritbildender Elemente wirksam entgegengewirkt werden kann. Hierzu bietet sich im Hinblick auf einen industriellen Einsatz das Zulegieren mit drahtförmigen Zusätzen an.
Werkstoffspezifische Grundlagen zum Konstruieren mit Kunststoffen
Authors: Schmauch C.
Published: May 2005

Kunststoffe haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung erlangt und sind in Bereiche vorgedrungen, die ursprünglich den metallischen Werkstoffen vorbehalten waren. Dies brachte bei der Konstruktion von technischen Teilen Probleme mit sich, da keine kunststoffspezifischen Richtlinien zur Verfügung standen. Häufig wurde daher versucht, Konstruktionen für metallische Werkstoffe auf Kunststoffe zu übertragen. Dieser Prozeß führte aber nur bedingt zum Ziel, d.h. zu einem kostengünstigen und wirkungsvollen Produkt. In diesem Übersichtsaufsatz werden grundlegende Materialeigenschaften von Kunststoffen, die sich von denen von Metallen häufig unterscheiden, vorgestellt. Die Kenntnis der Unterschiede ermöglicht es dem Konstrukteur, den Werkstoff Kunststoff gezielter einzusetzen. Viele materialspezifische Eigenschaften können sinnvoll eingesetzt zur Optimierung eines Bauteils führen.
Ermittlung des Zeitstandverhaltens einer austenitischen Schweißverbindung
Authors: Kloos K. H. , Granacher J. , Schieblich W.
Published: May 2005

Bei einer Schweißverbindung aus dem Stahl X6CrNi1811 wird die Spannungs‐ und Dehnungsverteilung ausgehend von Verformungsbeschreibungen der einzelnen Gefügezonen durch inelastische Finit‐Element‐Berechnungen ermittelt. Anrißzeiten, die sich auf dieser Basis mit unterschiedlichen Kriterien vorhersagen lassen, werden mit experimentellen Befunden an Schweißverbundproben unterschiedlicher Geometrie und Entnahmelage verglichen.
Reduction of parameters in failure criteria for multiaxial Random Fatigue
Authors: Lachowicz C. T. , Macha E.
Published: May 2005

In the paper some equivalent methods of determining the expected fatigue fracture plane position have been presented. These methods make use of elements of a full linear rotation group. Replacing nine direction cosines, mutually related, by three Euler angles we obtain a reduced number of parameters used for the description of the excepted fatigue fracture plane position. New mathematical forms of the fatigue criteria with a reduced number of independent parameters have been presented well.
Mechanical and technological properties of vacuum plasma sprayed and hot isostatically pressed Composite materials
Authors: Steffens H.‐D. , Lebküchner‐Neugebauer J. , Dvorak M. , Dammer R.
Published: May 2005

Ti/NiCr20TiAl and NiCoCrALY/IN617 composite materials have been produced by vacuum plasma spraying, Arc‐PVD and hot isostatic pressing. Regarding their mechanical and technological properties they are dependent on the heat treatment during the production process. Therefore optimized strength properties can be obtained by using thermal age hardening base materials.
Correlation of manufacturing and structure parameters of injection‐molded plates of Polybutylenterephthalat (PBT) with residual stresses determined by X‐rays
Authors: Chauhan D. , Hauk V.
Published: May 2005

Die Methode der Eigenspannungsermittlung an teilkristallinen Polymeren durch Messung der Gitterdehnung mit Röntgenstrahlen wurde auf Polybutylenterephthalat (PBT) angewendet. Die Eigenspannungszustände der spritzgegossenen PBT‐Platten, hergestellt unter Variation der Fertigungsparameter Plattendicke. Massetemperatur, Wandtemperatur und Volumenstrom, wurden röntgenographisch bestimmt. Die Fertigungs‐, Strukturparameter und die ermittelten Eigenspannungen (ES) an der Oberfläche wurden mit Hilfe eines multilinearen Ansatzes korreliert.
Wasserstoffversprödungsanfälligkeit hochfester Werkstoffzustände. Teil 2: Untersuchungen zur Wasserstoffversprödungsanfälligkeit einsatzgehärteter und einsatzvergüteter Blechschrauben
Authors: Kloos K. H. , Beyer St.
Published: May 2005

Ergebnisse der Untersuchungen zur Wasserstoffver‐sprödungsanfälligkeit einsatzgehärteter und einsatzvergüteter Blechschrauben lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Alle untersuchten einsatzgehärteten und einsatzvergüteten Werkstoffzustände sind wasserstoffversprödungsanfällig. besonders anfällig sind erwartungsgemäß die einsatzgehärteten Zustände.

Nach dem Einstzhärten ohne nachfolgendes Anlassen können ausgeprägt zeitabhängige Veränderungen der mechanischen Eigenschaften beobachtet werden, die in einklang stehen mit dem bruchverhalten im Zeitstand‐versuch. Nach einer Raumtemperaturlagerung von 2 bis 3 Monaten finden keine Veränderungen der mechanischen Eigenschaften mehr statt, und die Ausfallrate im Zeitstandversuch geht auf Null zurück. Aus dem bisherigen Kenntnisstand kann geschlossen werden, daß für dieses Verhalten in erster Linie eine Wasserstoffefusion maßgebend ist, die aber vermutlich überlagert ist von zeitabhängigen Gefügeveränderungen infolge von Diffusionsvorgängen, insbesondere Kohlenstoffdiffusion.

Nach dem anlassen einsatzgehärteter Werkstoffzustände werden keine meßbaren zeitabhängigen Veränderungen der mechanischen Kennwerte mehr festgestellt, und es treten im Zeitstandversuch bei Versuchsdauern bis zu 500 h keine Brüche auf.

Die galvanische Oberflaächenbehandlung, wie sie hier vorgenommen wurde, bewirkt keine meßbaren veränderungen der mechanischen eigenschaften (Festigkeits‐ und Zähigkeitseigenschaften). Die Wasserstoffversprö‐dungsanfälligkeit ist jedoch in Zeitstandversuchen deutlich nachweisbar.
Einfluß der Korngröße auf mechanische Eigenschaften und den ungeschmierten reversierenden Gleitverschleiß von Al2O3‐Keramik
Authors: Gahr K.‐H. Zum , Telle R. , Zimmerlin B. , Park S.‐H.
Published: May 2005

Aus hochreinem Al2O3‐Pulver wurden durch kaltisostatisches Pressen und Variation der Sintertemperatur zwischen 1300°C und 1700°C Formkörper mit unterschiedlichen mittleren Korngrößen zwischen etwa 0,8 und 12 μm hergestellt. Untersucht wurde der Einfluß der Korngröße auf mechanische und tribologische Eigen‐schaften.

Die Ergebnisse zeigten, daß mechanische Eigenschaften wie Härte, E‐Modul, Biegebruchfestigkeit und Bruchzähigkeit von der Korngröße bzw. den Sintertemperaturen abhingen, wobei im Fall der Härte und Bruchfestigkeit näiherungsweise eine Hall‐Peteh‐Beziehung vorlag. Während die Reibungszahl relativ unabhängig von der Korngröße war, trat in der Verschleißintensität aufgrund geänderter Mechanismen ein starker Anstieg mit zunchmender Korngröße auf. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, daß der Verschleiß durch plastische Verformung, Mikrobruch, Kornfragmentierung und Deckschichten beeinflußt wurde.
Plasmavorbehandlung problematischer Kunststoff‐Oberflächen für die Lackierung
Authors: Hansmann H.
Published: May 2005

Viele Kunststoffe lassen sich bekanntermaßen nicht ohne Oberflächenvorbehandlung lackieren. Zum einen kann eine Verunreinigung der Oberflächen durch Handschweiß, Verarbeitungshilfsmittel u.a. zu mangelhafter Lackhaftung führen, zum anderen reicht vielfach die Benetzbarkeit der Oberfläche nicht für eine Lackierung aus, was bei Wasserlack‐Applikationen das Primär‐Problem darstellt. Sowohl Lackierfehler durch mangelnde Benetzung als auch ungenügende Lackhaftung, wie sie den oben genannten Ursachen zuzuschreiben sind, können durch eine ND‐Plasmabehandlung der Oberfläche vor dem Lackieren sicher vermieden werden. Der vorliegende Vortrag zeigt hierfür Beispiele auf, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Trennmittelentfernung durch ND‐Plasma liegt.

In diesem Rahmen werden empirische Optimierungs‐Strategien vorgestellt, die eine industrielle verfahrenstechnische Entwicklung der Plasma‐Behandlung als black‐box‐Modell erlauben. Jede Optimierung ist allerdings nur so gut, wie die verwendeten Gütekriterien. Hierauf wird im Hinblick auf die Anwendung von Testtinten gesondert eingegangen.
Wechselverformungskurven und Mikrostruktur bei spannungskontrollierter Zug‐Druck‐Wechselbeanspruchung von Ck 45 im Temperaturbereich 295 K ≤ T ≤ 873 K
Authors: Becker M. , Eifler D. , Macherauch E.
Published: May 2005

An normalisiertem Ck 45 wurden zwischen Raumtemperatur und 873 K spannungskontrollierte Wechselverformungsversuche durchgeführt. Aus den dabei erfaßten mechanischen Hysteresen wurden Wechselverformungskurven ermittelt, die durch temperaturabhängige zyklische Ent‐ und Verfestigungsvorgänge gekennzeichnet sind. Als Folge der zyklischen Verformungsvorgänge bilden sich bei den gewählten Verformungstemperaturen im Ferrit des Versuchswerkstoffs charakteristische beanspruchungs‐ und lastspielzahlabhängige Versetzungsstrukturen aus. Die plastische Dehnungsamplitude erweist sich im gesamten überstrichenen Temperaturbereich und für alle Spannungsamplituden als geeignete Größe zur Beschreibung des jeweils vorliegenden Ermüdungszustandes.
Erosionskorrosion an Kreiselpumpenbauteilen in partikelhaltigen Strömungen
Authors: Schroeder K. , Heitz E.
Published: May 2005

Die Kenntnis des Werkstoff‐Abtragsverhaltens unter erosivkorrosiver Beanspruchung ist für die Auslegung und Gewährleistung hydraulischer Anlagen und Maschinen von großer Bedeutung. An einer Kanalrad‐Kreiselpumpe für feststoffhaltige Medien wurden systematische Abtragsuntersuchungen im Bereich des saugseitigen Dichtspaltes und der Schaufelaustrittskante durchgeführt.

Das Werkstoffverhalten im Dichtspalt wurde weiterhin in einer speziell hierfür entwickelten Spaltapparatur untersucht.
Über den Sinn und Unsinn von Schwingfestigkeits‐Datenbanken und ‐Expertensystemen
Authors: Schütz W.
Published: May 2005

Rechnergestützte Schwingfestigkeits‐Datenbanken und ‐Expertensysteme entstehen in großer Zahl.

Die Arbeit beschreibt die Anforderungen, die an solche Datenbanken und Expertensysteme zu stellen sind:

Sie können nur von sehr wenigen, hervorragenden Schwingfestigkeitsfachleuten in der Bundesrepublik vielleicht 10, erstellt werden und können sinnvoll auch nur von Experten benutzt werden.

Einige Vorschläge für die Erstellung von „Bauteil”︁‐Datenbanken und ‐Expertensystemen werden gemacht, die, bei begrenzter Anwendbarkeit, bessere Ergebnisse erwarten lassen als „allgemein gültige”︁ Expertensysteme für die Schwingfestigkeit.
Berechnung der Dauerschwingfestigkeit bei mehrachsiger Beanspruchung — Teil 1
Authors: Liu J. , Zenner H.
Published: May 2005

Behandelt werden Festigkeitshypothesen für die Dauerschwingfestigkeit metallischer Werkstoffe bei mehrachsiger Beanspruchung. Die Schubspannungsintensitätshypothese SIH wird hinsichtlich der Berücksichtigung des variablen Wechselfestigkeitsverhältnisses und des Mittelspannungseinflusses weiterentwickelt. Im einzelnen wird das Dauerschwingfestigkeitsverhalten metallischer Werkstoffe bei synchron schwingenden und komplexen zusammengesetzten Beanspruchungen dargestellt. Einflüsse wie Mittelspannung, Phasenverschiebung, Frequenzunterschied und Schwingungsform werden im einzelnen rechnerisch analysiert und experimentell verifiziert. Bei allen experimentell untersuchten Fällen trifft die SIH im allgemeinen zu. Durch die statistische Auswertung anhand von Versuchsergebnissen wird die Schubspannungsintensitätshypothese für „rißfreie Werkstoffe”︁ und die Normalspannungshypothese für „rißbehaftete Werkstoffe”︁ zur praktischen Anwendung empfohlen.

Die empfohlenen Festigkeitshypothesen werden auf Bauteile erweitert. Aus der vorliegenden Untersuchung wird ein Konzept zur Berechnung der Dauerschwingfestigkeit bei mehrachsiger Beanspruchung abgeleitet.
Soft PVD Coatings — a new coating family for high performance cutting tools
Authors: Rechberger J. , Dubach R.
Published: May 2005

The joint effort of a cutting tool manufacturer and a coating specialist led to the development of a soft solid lubricant based cutting tool coating (Patents pending!). It is applied by an advanced sputtering technique as a very thin uniform coating with a good adherence to the tools. It has a low coefficient of friction and a low affinity to alloy materials like aluminum, titanium and precious metals. These factors and others allow the machining at high spindle speed and feed rates with an excellent workpiece surface finish. Values can be maintained which are far superior to even those permitted for cemented carbide tools. In some cases, productivity and tool life can be increased by a factor of up to 20.
Das Prinzip der Konus‐Steckverbindung für keramische Kugelköpfe bei Hüftendoprothesen
Authors: Willmann G.
Published: May 2005

Bei modular aufgebauten Hüftendoprothesen werden Kugelköpfe, und zwar aus Metall oder Keramik, mit verschiedenen Halslängen verwendet. Bei keramischen Kugelköpfen sind eine Reihe von Randbedingungen zu beachten, die hier diskutiert werden. Der erfolgreiche Einsatz von keramischen BIOLOX‐Kugelköpfen (mehr als 1,1 Mill. bis Ende 1992) beweist, daß die für den Operateur einfach zu handhabende Konus‐Steckverbindung eine gelungene und sichere Konstruktion ist.
R‐Kurven von energiedissipativen Werkstoffen mit Schädigungszone. Teil 1: Energieumsatz am Riß
Authors: Will P.
Published: May 2005

Der vorliegende Artikel beschäftigt sich damit, wie die Energiebilanz am Riß formuliert werden muß, wenn nichtlokale energiedissipative Schädigungen das Rißwachstum begleiten. Die lokale Energiebilanz wird verwendet, um die Relationen zwischen den verschiedenen Energieanteilen zu klären, die sowohl im Prozeß der Materialtrennung als auch für nichtlokale Schädigungen in der Umgebung der Rißfront verbraucht werden. Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ermöglicht die Identifikation und Definition geeigneter Bruchkennwerte. Die Ergebnisse werden mit Ideen von Turner verglichen, welcher den Rißwiderstand im Beisein großer plastischer Zonen mit der Energiedissipationsrate verknüpft.
Beschreibung des Zeitdehnverhaltens warmfester Stähle Teil 2: Kriechgleichungen für die Stahlsorten 10 CrMo 9 10 und X 20(22) CrMoV 12 1
Authors: Kloos K. H. , Granacher J. , Oehl M.
Published: May 2005

Mit Hilfe von Modellfunktionen, die einen Zeittemperaturparameter enthalten, wurden rechnergestützte Streubandauswertungen an Versuchsergebnissen der Stahlsorten 10 CrMo 9 10, luftabgekühlt und X 20(22) CrMoV12 1, Festigkeitsklasse I durchgeführt. Dabei wurden für kennzeichnende Kriechdehnungen Zeitkriechgrenzkurven als Streubandmittel bestimmt, aus denen sich Mittelwertkriechkurven ableiten ließen. Auf dieser Basis wurden Kriechgleichungen aufgestellt, die das Primär‐. Sekundär‐ und Tertiärkriechen erfassen und im Hauptanwendungsbereich der jeweiligen Stahlsorte gültig sind. Zur Beschreibung der plastischen Anfangsdehnung in diesen Gleichungen dienten gemittelte Fließkurven aus Warmzugversuchen. Ein Vergleich der nach den aufgestellten Gleichungen errechneten Werte mit den Original‐Streubandwerten aus den Zeitstandversuchen zeigt eine relativ gute Übereinstimmung.
Hochtemperatureigenschaften von MCrAlY(Ti,Hf) beschichtetem Ventilstahl X 45 CrSi 9 3 bei 600 und 700°C
Authors: Lugscheider E. , Müller U. , Holdinghausen A.
Published: May 2005

Im Rahmen des COST‐Vorhabens 501.2 WP6 wurden eine Reihe von plasmagespritzten MCrAlY‐ und Zirkonoxidschichten auf ihre Eignung als Korrosionsschutz‐ bzw. Wärmedämmschichten für Dieselmotorventile untersucht. Dazu wurden mit beschichteten und unbeschichteten Proben des Ventilstahls X 45 CrSi 9 3 Zeitstandversuche an Luft und unter strömendem, dieseltypischen Heißgas bei 600 und 700°C durchgeführt, wobei Prüfzeiten bis zu rd. 1700 h erreicht wurden. Unter der Heißgasprüfung kam es bei den Nickel‐ und Eisenbasiswerkstoffen zu einer starken, durch Schwefel hervorgerufenen Korrosion. Siliziumhaltige Werkstoffe wiesen die höchste Heißgaskorrosionsbeständigkeit auf. Durch eine zusätzliche Wärmedämmschicht konnte das Korrosionsverhalten nachhaltig verbessert werden. Die beschichteten Proben wiesen in allen Fällen eine höhere Festigkeit auf als die unbeschichteten Proben. Es wurde aber in keinem Falle eine heißgaskorrosionsbedingte Festigkeitsabsenkung beobachtet.
Kleinrißausbreitung und Lebensdauer von Cu‐33,8%Ni‐3,4%Cr in unterschiedlichen Umgebungen
Authors: Wang Guang‐Xin , Schwalbe Karl‐Heinz , Bomas Hubert , Mayr Peter
Published: May 2005

Die bei 1050°C einphasige Legierung Cu‐33,8%Ni‐3,4%Cr entmischt während der Auslagerung bei 580°C in zwei Phasen: γ1‐Matrix und γ2‐Ausscheidungen. Die Entmischung bewirkt eine deutliche Erhöhung der statischen Festigkeit. Der Einfluß der Entmischung auf das für die Anwendung in der Praxis wichtigere Ermüdungsverhalten der Legierung scheint jedoch kompliziert zu sein. Untersuchungsergebnisse an ähnlichen Legierungen deuten auf umgebungsabhängige Ermüdungsmechanismen hin. Daraufhin wurde der Umgebungseinfluß auf die Kleinrißausbreitung und Lebensdauer von Cu‐33,8%Ni‐3,4%Cr sowohl im homogenisierten als auch im maximal ausgehärteten Zustand untersucht. Die Untersuchung erfolgte in drei unterschiedlichen Umgebungsatmosphären: Luft, Argon‐Wasserstoff‐Gemisch, und Argon. Die erzielten Ergebnisse werden in dieser Arbeit vorgestellt.
Fortschrittliche Versuchstechnologien zur betriebsnahen Prüfung thermo‐mechanisch beanspruchter Komponenten und Bauteile
Authors: Bär K. K. O. , Gaus R.
Published: May 2005

Aufgrund der schlechten Übertragbarkeit von an Proben ermittelten Kennwerten auf Bauteile und der schlechten Reproduzierbarkeit bei der Herstellung sind Heißstrukturbauteilversuche unter realistischen, kombiniert thermo‐mechanischen und thermo‐atmosphärischen Bedingungen notwendig.

Es werden potentielle Entwicklungen von Versuchstechnologien für Heizung, die heiße Lasteinleitung und die Dehnungs‐/Verformungs‐, Temperatur‐ und Gasmessung zur betriebsnahen Prüfung thermo‐mechanisch beanspruchter Bauteile bis zu extremen Beanspruchungen wie beim atmosphärischen Wiedereintritt von Raumfahrzeugen, bis 1800°C bei transienten Temperatur‐ und Sauerstoffpartialdruckbedingungen untersucht und realisierte anlagentechnische Anwendungsbeispiele vorgestellt.

Detailliertere Ausführungen zu den dargestellten Lösungsmöglichkeiten können den angegebenen Literaturstellen entnommen werden.
Gefüge und Bruch von Titanlegierungen
Authors: Franz H. E. , Scharfenberger W. , Fey G.
Published: May 2005

Titanlegierungen zeichnen sich durch geringe Dichte (4,5g/cm3), hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus. Aufgrund ihrer aufwendigen Herstellung und Verarbeitung kamen sie erst in den vergangenen vier Jahrzehnten verstärkt zur Anwendung. Neben der chemischen Industrie ist die Luft‐und Raumfahrt ein wichtiges Anwendungsgebiet.

Die Präsentation befaßt sich mit der Vielfalt der Gefügeausbildungen von einigen in der Luft‐ und Raumfahrt eingesetzten (α + ß)‐Titanlegierungen und erläutert ausführlich anhand von Beispielen aus der Praxis die Problematik der in dickwandigen Bauteilen auftretenden, örtlich unterschiedlichen Gefügeformen und damit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften.

Der Einfluß der Gefügeausbildung auf die mechanischen Eigenschaften einerseits, sowie auf die Bruchmorphologie andererseits wird besprochen, wobei insbesondere auf die mikrofraktographischen Aspekte eingegangen wird.
Umwandlungsverhalten und Härtbarkeit von Gußeisen mit Lamellengraphit. Teil II: Härtbarkeitsuntersuchungen
Authors: Schreyer G. W.
Published: May 2005

Nachdem im I. Teil dieses Beitrages die theoretischen Grundlagen des Umwandlungsverhaltens und der Kohlenstofflöslichkeit im Austenit des Gußeisens erörtert wurden, wird im II. Teil die Härtbarkeit von unlegierten und niedriglegierten Gußisenwerkstoffen untersucht. Die Härtbarkeit wird durch die Härtbarkeitskriterien a35 und a45 aus dem JOMINY‐Test charakterisiert.

Im noch folgenden III. Teil dieser Arbeit werden Möglichkeiten zur Beschreibung des Umwandlungverhaltens von Gußeisen durch kontinuierliche Stirnabschreckproben‐Diagramme (KSA) aufgezeigt und diskutiert.
Eine Cermet‐Glasschmiermittelkombination für Reibpaarungen bei Arbeitstemperaturen von 650–1100°C
Authors: Pohl M. , Verlotski V. , Schaus M.
Published: May 2005

Die Funktion und der Wirkungsgrad technischer Anlagen wird begrenzt durch die Reaktion eingesetzter Werkstoffe auf die Betriebsbedingungen. Im Hochtemperatureinsatz sind Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Thermoschockfestigkeit ebenso erforderlich wie ausreichende Betriebstemperaturbeständigkeit.

Metallische und keramische Werkstoffe erfüllen die Anforderungen oft nicht. Im dynamischen Einsatz kann ein schmiermittel erforderlich sein. Keramische Werkstoffe sind meist nicht ausreichend beständig gegen Schmiermittel. Metalle besitzen zu geringe Oberflächenhärte und sind nicht genügend oxidationsbeständig. Mit metall‐keramischen Werkstoffen, cermets, können die eigenschaften ihrer Bestandteile kombiniert genutzt werden.

In dieser Arbeit wird eine cermet/Glasschmiermittel‐Kombination vorgestellt, welche interessante Eigenschaften für den Hochtemperatur‐Einsatz besitzt.
Verschleißschutz mit härtbaren PM‐HIP‐Werkstoffen auf Fe‐Basis in Kunststoffverarbeitungsmaschinen
Authors: Lülsdorf P.
Published: May 2005

Kunststoffe mit gesteigertem Anteil an abrasiv wirkenden Füll‐ und Verstärkungsstoffen, die Kunststoff‐Recycling und besonders die Verarbeitung von keramischen Massen und Metalle, wobei der Kunststoff nur noch als Füllstoff dient, fordern von Zylinder, Schnecke und Rücksträusperre einer Spritzgießmaschine einen sehr hohen Verschleißschutz.

Nach der PM‐HIP‐Technologie hergestellte härtbare Hartstoff‐Legierungen auf Fe‐Basis, die unabhängig von ihrer Zusammensetzung und der Karbidmenge eine in allen Richtungen gleichmäßige, feinkörnige, homogene und porenfreie Gefügestruktur besitzen, mit hohen Anteilen an Hartphasen (Karbide), können hier den gestellten Anforderungen gerecht werden. Besonders das Vanadiumcarbid (VC) bzw. der Gehalt an VC in einem PM‐HIP‐Werkstoff haben einen positiven Einfluß auf die Verschleißfestigkeit. Härtbare PM‐HIP‐Werkstoffe werden oft aus Gründen der Zähigkeit und Wirtschaftlichkeit mit einem konventionellen Stahl durch HIP zu einem Werkstoff‐Verbund hergestellt.

Unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen kann bei optimaler PM‐HIP‐Werkstoffauswahl und geeigneter Konstruktion eine Standzeiterhöhung bis zum 10fachen erreicht werden.
Verschleiß und Verschleißschutz beim Spritzgießen
Authors: Bürkle E. , Johannaber F. , Kaminski A.
Published: May 2005

Leistungssteigerungen an Spritzgießmaschinen zur Erhöhung der Massedurchsätze verlangen verbesserte Verschleißschutzmaßnahmen, weil Standardstähle diesen Anforderungen nicht gewachsen sind. Der Beitrag beschreibt die in Plastifizier‐ und Spritzeinheiten auftretenden adhäsiven, abrasiven und korrosiven Verschleißformen sowie deren Ursachen und Auswirkungen anhand von Beispielen. Berücksichtigung findet auch der Einfluß verschiedener Kunststoffe und Additive auf die Standzeit der Plastifizierungsbauteile. Schließlich stellt der Beitrag Lösungsmöglichkeiten vor, um durch verfahrenstechnische und konstruktive Maßnahmen, durch geeignete Oberflächenbehandlungen sowie über eine geeignete Werkstoffwahl den Verschleiß wirksam zu vermindern.
Einsatzmöglichkeiten von PVD‐Hartstoffschichten in Kunststoff‐Verarbeitungsmaschinen
Authors: Heinze M.
Published: May 2005

Mit praxisgerechten Modellprüfapparaturen wurde die Einsatzmöglichkeit von PVD‐Hartstoffschichten für verschleißbeanspruchte Bauteile in Schnecken‐Plastifiziereinheiten überprüft. Simuliert wurden die Verhältnisse im Feststoff und Schmelzebereich sowie beim direkten Kontakt von Schneckensteg und Zylinderoberfläche. Es läßt sich zusammenfassend feststellen, daß Hartstoffschichten unter den vorgegebenen tribologischen Beanspruchungsbedingungen ein hohes Verschleißschutzpotential besitzen.

Für die Anwendung der Hartstoffschichten in Spritzgießwerkzeugen wurden speziell die tribologischen Wechselwirkungen zwischen Kunststoff‐Formmasse und Formnestoberfläche quantifiziert. Entformungsversuche zeigten, daß der Entformungsvorgang maßgeblich von der Schichtstöchiometrie und ‐struktur beeinflußt wird.
Determination of Stress Tensors in thin textured copper films by grazing incidence diffraction
Authors: Zendehroud J. , Wieder Th. , Klein H.
Published: May 2005

Ion‐platted thin copper films were examined for residual stresses and texture by X‐ray diffraction. The complete orientation distribution functions were determined and sharp (111)‐fibre textures were found. The strains were measured by grazing incidence diffraction. The stress tensors were calculated using both texture‐weighted elastic compliances and texture‐independent X‐ray elastic constants. The importance of the texture measurement for the stress tensor determination is discussed. The found stresses can be interpreted as thermally induced.
Betrachtungen zur Gefügesystematik
Authors: Bossert J. , Ondracek G.
Published: May 2005

Viele Begriffe der modernen Werkstoffkunde sind in der Metallkunde entstanden. Ihre Übernahme auf andere Werkstoffgruppen – wie keramische Werkstoffe – bedarf der Anpassung. Außerdem verändern sich Begriffsinhalte zeitabhängig mit dem jeweils erreichten Kenntnisstand. Dementsprechend muß die Definition und der Bezug wissenschaftlich‐technischer Begriffe zueinander wieder – und immer wieder – diskutiert werden. Als Beitrag zu einer solchen Diskussion über den Gefügebegriff sind die vorliegenden Ausführungen gedacht. Erörtert wird die Gefügestruktur und ihr begriffliches Umfeld wie Adhäsion, Agglomerationsgrad, Aggregatzustand und Anisotrophie, Duplex‐ und Durchdringungsgefüge, Einlagerungsgefüge, Einphasigkeit und gerichtet erstarrtes Eutektikum, Formfaktor, Gefüge‐Eigenschaftsgleichungen, Gefügemodellierung, Gefügeparameter, in‐situ und synthetische Gefügestrukturen und Gefügetypen. Auch dazu gehören die Begriffe Heterogenität, Homogenität, Inhomogenität, Inkohärenz und Isotropie sowie Kohäsion, Korn, Korngrenze oder Kristallit und Mischphase. Mit Ordnungsstrukturen, Orientierungsfaktoren, Phasen, Poren, Strukturebenen und Strukturelementen, Teilkohärenz, Überstrukturen, intermediären Verbindungen und Werkstoff schließt die Begriffspalette ab, um deren Zuordnung es im nachfolgenden Text geht.
Kreislauf der Werkstoffe
Authors: Hornbogen E.
Published: May 2005

Die Aufgaben der Materialwissenschaft werden im Zusammenhang mit den vollständigen Kreisläufen der Werkstoffe betrachtet. Die Materie durchläuft auf dem Wege vom Primärrohstoff (α) die Stadien Rohwerkstoff und Halbzeug (W), Fertigung (F), Gebrauch (G), Versagen (V), Wiederaufbereitung (Ω). Die in diesem Zusammenhang auftretenden Zustands‐, Energie‐ und Entropieänderungen (durch Ordnen, Mischen oder Trennen der Atome) werden erörtert.

Kennzeichnend für moderne Technik ist geringerer Werkstoffverbrauch pro technischem Nutzen (durch verbesserte Gebrauchseigenschaften) bei zunehmender Komplexität. In den Systemen laufen die Kreisläufe vieler Werkstoffe für die Dauer des Gebrauchs zusammen. Dies führt zu leistungsfähigeren Maschinen, aber auch zu komplexen Stoffgemischen, also höherer Entropie am Ende des Gebrauchs.

Nachdem der Werkstoff im Gebrauch möglichst wirksam, sicher und lange seinen Dienst getan hat, gibt es für seinen weiteren Wegeine Reihe von Optionen, die von seiner Mikrostruktur und der Art der Konstruktionen abhängen. Die günstigste Möglichkeit ist das Schließen des Kreislaufs durch Gewinnung von Sekundärrohstoff (Ω α) oder Sekundärwerkstoff (Ω W), die ungünstigste ist die Feinstverteilung der Atome des Werkstoffs auf der Erdoberfläche, in Wasser oder Atmosphäre. Dazwischen liegen die konzentrierte Lagerung in Deponien und die Rückgewinnung von Energie durch Verbrennung. Das Schließen des Kreislaufs ist möglich durch Rückgewinnung von C aus CO2 durch Biosynthese von natürlichen Polymeren (Zellulose, Stärke). Auch mit bewährten Werkstoffen auf der Grundlage des Eisens und in noch stärkerem Maße mit Leichtmetallen (Al, Mg) lassen sich Kreisläufe gut schließen. Darüber hinaus wird es eine dankbare Aufgabe zukünftiger Materialwissenschaft sein, die Grundlagen zur Entwicklung neuer „recyclingfreundlicher”︁ Werkstoffe, Fertigungsund Konstruktionsmethoden zu liefern.
Disperse nichtmetallische Phasen in Oberflächenschichten (Compositschichten)
Authors: Steinhäuser S.
Published: May 2005

Werkstoffe (Bauteile) werden zur Eigenschaftsverbesserung häufig beschichtet. Aufbau und Zusammensetzung der Schichten sowie deren Verbindung mit dem Grundwerkstoff beeinflussen die Eigenschaften des entstehenden Werkstoffverbundes erheblich. Eine besondere Bedeutung kann dabei den möglicherweise in metallischen Schichten vorhandenen Nichtmetallphasen zukommen. Diese werden während der Schichtbildungsphase eingebaut oder durch nachfolgende Schichtbehandlungen gebildet. Stoffliche und strukturelle Wechselwirkungen der einzelnen Phasen können zu gewünschten Eigenschaftskombinationen und synergistischen Effekten führen. In dieser Arbeit werden die Schichtherstellung, mögliche Stoffkombinationen und Schichttypen sowie deren Eigenschaften und Anwendung unter besonderer Berücksichtigung der elektrolytisch hergestellten Dispersionsschichten behandelt.
Indenterbruchmechanische Untersuchungen an Konstruktionskeramik
Authors: Dietz M. , Bühling L.
Published: May 2005

Verschiedene Methoden zur Ermittlung von Klc wurden an Konstruktionskermamik hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit überprüft, wobei einphasige, teilstabilisierte und Dispersionswerkstoffe Verwendung fanden. Besondere Beachtung fanden die Indentermethoden. Bekannte Gleichungen zur ICL‐Methode und ISB‐Methode wurden hinsichtlich ihrer Prüfkraftabhängigkeit untersucht. Es zeigte sich, daß die im Schrifttum bekannten Beziehungen zur Ermittlung von Klc unterschiedliche Prüfkraftabhängigkeitten aufweisen. Zwei Ansätze zur ICL‐Methode mit der geringsten Prüfkraftabhängigkeit wurden modifiziert. Bei vergleichenden Untersuchungen mittels SAM und Lichtmikroskop wurde festgestellt, daß insbesondere an den Dispersionskeramiken (ATC und ZTC) die Rißlängen am Härteeindruck im Lichtmikroskop zu kurz gemessen wurden. Die Bruchzähigkeitswerte der Methoden, die einen scharfen Riß verwenden (ICL‐, ISB‐ und PB‐Methode) stimmten gut überein, wenn sowohl bei der ICL‐ als auch der ISB‐Methode ein c/a‐ Verhältnis im Bereich von 1,8…3,8 eingehalten wird. Bei der ICL‐Methode wurden modifizierte Gleichungen benutzt und die Fehler bei der optischen Rißlängenmessung wurden mittels SAM kontrolliert. Bei Anwendung eines Sägekerbs (NB‐Methode) wurde bei den feinkörnigen Materialien (insbesondere PSZ) eine starke Überhöhung des Bruchzähigkeitswertes gegenüber den Methoden milt scharfem Anriß festgestellt. Zur punktuellen Ermittlung des E‐Moduls wurde unter Nutzung des UCI‐Verfahrens eine Prüftechnologic entwickelt, die geringe Abweichungen zu anderen Verfahren, wie der Ultraschallaufzeitmessung und Eigenfrequenzmessung aufwies. Sie kann effektiv in Verbindung mit indenterbruchmechanischen Methoden eingesetzt werden. Mit der ICL‐Methode ermöglicht sie eine lokale Bewertung der Bruchzähigkeit, die dadurch von der Probenform relativ unabhägig ist und materialsparend eingesetzt werden kann.
Zeitfestigkeit und Randschicht – Eigenschaften durch Zerspanung bei Nickellegierungen
Authors: Adam P. , Eckstein M.
Published: May 2005

Es ist bekannt, daß die Randschicht nach der Zerspanung einen entscheidenden Einfluß auf die Zeitfestigkeit hat. Die übliche Vorgehensweise zu einer hohen, vom Werkstoff selbst erreichbaren Zeitfestigkeit für dynamisch belastete Maschinenkomponenten besteht darin, daß geringe Rauigkeiten und kleine Randschicht‐Beeinflussungen durch die Bearbeitung gefordert werden.

In diesem Beitrag wird dargestellt, daß große Verformungstiefen bei der Zerspanung von Nickellegierungen zur Erhöhung der Zeitfestigkeit führen können. Dadurch wird auch gezeigt, daß nachträgliches Kugelstrahlen und Feinbearbeitungen zur Glättung der Oberfläche neu bewertet werden müssen.
Röntgenographische Untersuchung von Spannungszuständen in Werkstoffen. Teil III. Fortsetzung von Matwiss. und Werkstofftechn. Heft 3/1995, S. 148–160 und Heft 4/1995, S. 199–216
Authors: Eigenmann B. , Macherauch E.
Published: May 2005

X‐Ray Investigation of Stress States in materials

X‐ray stress analyses on crystalline or partially crystalline materials are based on the determination of elastic lattice strains which are converted to stresses by means of theory of elasticity. The development of the sin2Ψ‐method of X‐ray stress analysis and of diffractometers substituting film chambers during the 1960s initiated an enormcus progress in X‐ray stress analysis during the following three decades both in respect of the knowledge of the underlying principles and in respect of the practical application

This report sketches the historical development of X‐ray stress analyses and describes the actual state of the art of this important tool for materials science and engineering. Besides some important elements of X‐ray physics and theory of elasticity, experimental aspects of practical applications are outlined. Standard measuring procedures and special measuring problems are described and hints for practical solutions are given. In particular, examples of destructive and non‐destructive depth profiling of residual stresses, of residual stress analyses in thin coatings, in multilayer structures of thin coatings and in chemically graded coatings, of residual stress analyses in presence of textures, of residual and loading stress analyses in heterogeneous materials, in coarse grained, and in single crystalline materials are presented. The methods established up to now are explained and possible future developments are pointed out.
Flüssiggasverdüste Seltenerdmetallegierungen und deren Anwendung
Authors: Reitlinger Claus E. , Endemann Andreas , Martin Victoria E. , Wolf Gerhard , Bergmann Hans W.
Published: May 2005

Das am ATZ‐EVUS entwickelte Verdüsen von Metallen mittels kryogener Gase hat sich bei einer Reihe von Modellegierungen [1, 2] als vielversprechendes Verfahren erwiesen. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Seltenerdmetallsysteme untersucht, zumeinen Lanthan‐Nickel als Wasserstoff‐ und Energiespeicherlegierung und Neodym‐Eisen‐Bor als Magnetspeicherlegierung. Im Vordergrund standen die Pulvereigenschaften sowie die Eigenschaften Produzierter Proben im Hinblick auf eine industrielle Verwendung. Im Rahmen dieser Untersuchungen konnte bestätigt werden, daß die flüssiggasverdüsten (FGV) Pulver die gewünschten technologischen (Feinheit, Rieselfähigkeit), werkstoffkundlichen (Gefüge, Reinheit, Speichereigenschaften) und wirtschaftlichen (Skalierbarkeit, Kosten) Anforderungen erfüllen.
Berechnung der Bruchfestigkeit von porösen Werkstoffen unter Betrachtung von Kerbspannungen
Authors: Boccaccini A. R. , Bossert J. , Bücker M. , Mombello E. E.
Published: May 2005

Der Einfluß von Kerbspannungen auf die Bruchfestigkeit von porösen Werkstoffe wurde anhand theoretischer Berechnungen und experimentellen Versuchen an Modellwerkstoffen untersucht. Die Untersuchungen beschränkten sich auf geschlossene Poren und Porositäten < 40 %. Ein Rotationsellipsoidmodell erlaubt die Bestimmung des Spannungskonzentrationsfaktors als Funktion der Form, des Achsenverhältnisses‐ und der Orientierung der Poren auf der Basis von Ergebnissen der dreidimensionalen Elastizitätstheorie. Für die Verifizierung des Modells wurden poröse spröde Versuchsproben aus α‐Gips und Sinterglas mit „konstruierten”︁ Porositäten hergestellt, ihre Bruchfestigkeiten mittels Biegeversuchen gemessen und die experimentellen und theoretischen Werte verglichen. Die Untersuchungen zeigen, wie die von Poren verursachten Kerbspannungen zur Berechnung der Bruchfestigkeit poröser Werkstoffe mitberücksichtigt werden können.
Experimentell gestützte Werkstoffmodellierung vor dem Hintergrund der Bestimmung des minimalen Biegeradius bei legierten Aluminium‐Blechen
Authors: Ismar H. , Reinert U.
Published: May 2005

Die Bestimmung von Umformparametern beim Querkraftbiegen von Blechen ist häufig mit einem hohen experimentellen Aufwand verbunden. Dessen Reduzierung durch Einsatz von numerischen Verfahren bedingt eine realistische Modellierung der Werkstoffeigenschaften. Mit einem experimentell abgesicherten Modell zur Beschreibung des plastischen Verhaltens von Aluminiumlegierungen wurden Simulationen durchgeführt. Durch einen Vergleich der Ergebnisse mit den in Versuchen ermittelten Biegeparametern werden die Möglichkeiten und Grenzen der numerischen Simulation aufgezeigt.
Thermisch– mechanisches und isothermes Ermüdungsverhalten der Nickelbasis – Superlegierung IN 792 CC
Authors: Pitz G. , Beck T. , Lang K.‐H. , Löhe D.
Published: May 2005

Beim Betrieb von Anlagen unter erhöhter Temperatur sind Bauteile Komplexen thermisch‐mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Deshalb wurde die Auswirkung von wiederholten Anfahr‐ und Abfahrvorgängen, die thermisch‐mechanische Ermüdungsbelastungen (TMF) zur Folge haben, mit Hilfe von Out‐of‐Phase (OP) und In‐Phase (IP) TMF Experimenten untersucht. An der γ'verfestigten Nickelbasis‐Gußlegierung IN 792 CC nimmt die Lebensdauer mit steigender Maximaltemperatur Tmax der TMF Zyklen aufgrund der wachsenden plastischen Verformungen und der zunehmenden Mittelspannungen (bei OP‐TMF) bzw. der wachsenden intergranularen Schädigung (bie IP‐TMF) ab. Diese Zusammenhänge können für IP‐TMF bzw. OP‐TMF getrennt durch die Manson‐Coffin‐Beziehung oder die Schädigungsparameter nach Smith‐Watson‐Topper und Ostergren befriedigend beschrieben werden. Der Einfluß unterschiedlicher Phasenlagenzwischen Temperatur und mechanischer Beanspruchung läßt sich dagegen auch nicht näherungsweise auf einen einheitlichen Zusammenhang zwischen Schädigungsparameter und Lebensdauer abbilden. Die Bewertung von TMF‐Beanspruchungen; durch Ergebnisse isothermer LCF‐Versuche mit gleicher Versuchsfrequenz und jeweils vergleichbaren mechanischen Belastungen führt stets zu einer Lebensdauerüberschätzung, auch wenn als Referenz isotherme Versuche bei der Maximaltemperatur des TMF‐Zyklus herangezogen werden. Dies gilt sowohl für den Vergleich basierend auf mechanischen Beanspruchungsgrößen, als auch für den Vergleich anhand von Schädigungsparametern.