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The corrosion behavior of Fe‐Cr alloys containing Co, Mn, and/or Ni and of a Co‐base alloy in the presence of molten (Li,K)‐carbonate
Authors: Biedenkopf P. , Spiegel M. , Grabke H. J.
Published: May 2005

The corrosion behavior or commercial Fe ana Co base alloys and Fe‐Cr model alloys with different contents of Co and/or Mn was investigated by continuous exposure tests in the presence of a thin carbonate film. All alloys studied form multi‐layered corrosion scales consisting of outer Li containing oxides and inner Cr rich oxides, i.e. spinels or LiCrO2. The LiCrO2 is formed on alloys with high Cr contents (≤ 20 wt.%), whereas mixed (Fe,M)3‐x CrxO4 spinels (M = Co, Mn, Ni) were found on alloys with lower Cr content (15–20 wt.%). Insoluble Cr containing oxides occur only in the inner layers of the corrosion scale, whereas on the surface of corroded specimens soluble chromates were detected. Alloys with Mn contents greater than 15 wt.% form Mn2O3 in the initial stages of the experiments, this oxide reacts with the melt and formation of Li2MnO3 takes place. In exposure tests up to 500 h Fe‐Cr alloys with low contents of Mn and Co (10 wt.% Co or Mn) form iron rich oxides (LiFeO2 and LiFe5O8) with varying amounts of dissolved Mn or Co. In the later corrosion stages outward diffusion of Mn and/or Co takes place and LiCoO, and Li2MnO3 are formed on top of LiFeO2, whereby the concentration of Mn and/or Co in the inner layers (LiFeO2 and spinel) decreases. The outer Li containing oxides LiFeO2, LiCoO2 and Li2MnO3 are nearly insoluble in the melt and when present at the surface protect the metallic material from further corrosive attack. Fe‐Cr model alloys containing Co and Mn form multi‐layered corrosion layers after 2000 h of exposure. These layers consist of four oxides in the following sequence from the metal‐scale to the scale‐melt interface: (Fe,Cr,Co,Mn)3O4 spinel, LiFeO2, Li2MnO3 and LiCoO2.
A study of the Ag(s)/Ag2SO4(l) high temperature reference electrode
Authors: Lee S. , Staehle R. W.
Published: May 2005

Ag(s)/Ag2SO4(l) reference electrodes for use in hot corrosion research were fabricated and their properties were studied at 927°C (1200°K). The McDanelTM MV 30 mullite tube was used as sheath of the reference electrode and concentrations of the tested electrolytes were varied from 0.1 to 10 m/o Ag2SO4 (l) + Na2SO4 (l). 10 m/o Ag2SO4 was always used as electrolyte in the reference electrode. The working electrodes with less than 2 m/o Ag2SO4 showed marked potential drift as the Ag2SO4 concentration was lowered, showing poor potential stability. However, the initial values of cell voltages obeyed Nernstian behavior for all range of Ag2SO4 concentrations in the working electrodes, which showed that Ag(s)/Ag2SO4(l) electrodes behaved reversibly. Galvanostatic polarization was performed on a pair of 10 m/o Ag2SO4 reference electrodes to test the reversibility. The polarizability was 3.5 mV/10 μA with no hysteresis loop on the polarization curve, showing that the reversibility was satisfactory. The potential of gold electrode in molten Na2SO4 was measured under pure oxygen atmosphere with 10 m/o Ag2SO4 electrode as a reference potential. The results showed that the potential of gold electrode could be explained by the 2 Na + SO3 + 1/2 O2 → Na2SO4 cell reaction.
Mechanik der Brucherscheinungen in festen Körpern
Authors: Hahn Hans Georg
Published: May 2005

Es wird gezeigt, wie eine theoretische Beschreibung der Bruchvorgänge in festen Körpern mit kontinuumsmechanischen Methoden möglich ist. Die beiden Haupttypen von Brucharten, spröder und zäher Bruch, sind eng mit dem Werkstoffverhalten gekoppelt. Als Grundlage einer Bruchtheorie für spröde brechende Materialien dient das Gleichgewichts‐ und Ausbreitungsverhalten von Rissen. Für den zähen Bruch in Metallen liefert die Berücksichtigung plastischer Gleitvorgänge einen Rißausbreitungsmechanismus, der sich von dem der Rißausbreitung beim rein spröden Bruch wesentlich unterscheidet. Die Anwendung der Erkenntnisse dieser Bruchtheorie zusammen mit versuchsmäßigen Ergebnissen führt zu einer praktischen “Bruchmechanik”, die bereits einen weiten Anwendungsbereich hat. Darüber hinausgehende Weiterentwicklungen zu einer allgemeinen theoretischen Erfassung des zähen Bruches sind heute noch nicht abgeschlossen.
Aussichten für die Entwicklung technisch nutzbarer faserverstärkter Hochtemperaturwerkstoffe
Authors: Elßner Gerhard
Published: May 2005

In verschiedenen Bereichen der Hochtemperaturtechnik werden neuartige Materialien benötigt, die sowohl hohe Zeitstandfestigkeiten und günstige Thermoschockeigenschaften aufweisen als auch in sauerstoffhaltigen Verbrennungsgasen oder ruhender und strömender Luft oberhalb 1000°C eingesetzt werden können. Unter Berücksichtigung der von der Technik gestellten Anforderungen werden die Aussichten abgeschätzt und überprüft, die auf diesem Gebiet für die Entwicklung leistungsfähiger Faserverbundwerkstoffe aus vorhandenen und zu entwickelnden Materialkomponenten bestehen. Es wird ein Überblick über vorliegende Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe gegeben und bekanntgewordene Versuchsergebnisse an potentiellen Faser Matrix‐Kombinationen kritisch diskutiert. In diesem Zusammenhang werden Fragen der chemischen Verträglichkeit der Verbundwerkstoff‐Komponenten eingehender besprochen. Diesem Problem und dem der Oxydationsbeständigkeit der Materialkombinationen muß bei der Entwicklung neuartiger Hochtemperaturwerkstoffe besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Werkstoffe und Schichtaufbau bei Gleitlagern
Authors: Roemer E.
Published: May 2005

Die wichtigsten Legierungsgruppen von Gleitlagerwerkstoffen auf Pb‐, Sn‐, Cu‐ und Al‐Basis, teilweise mit galvanischem Überzug, werden besprochen. Neben der Angabe einiger physikalischer und technologischer Kennwerte wird besonders auf den Einfluß des Aufbaus von Verbundwerkstoffen im Hinblick auf die Gebrauchseigenschaften eingegangen. Einige Versuchs‐ und Erfahrungswerte werden angegeben, die als Hinweise für die Anwendung dienen können. Auch neuere Entwicklungen werden erwähnt.
Die Rißzähigkeit von Vergütungsstählen
Authors: Hellwig G.
Published: May 2005

Es wird eine Übersicht über Ergebnisse neuerer Rißzähigkeitsmessungen an Vergütungsstählen gegeben. Die Einflüsse der Wärmebehandlung, der Prüftemperatur sowie metallurgischer und struktureller Faktoren auf die Rißzähigkeit werden aufgezeigt. Allgemein gültige Gesetzmäßigkeiten werden herausgestellt und dieKIc‐Werte kennzeichnender Vergütungsstähle bei Raumtemperatur zusammengefaßt.
Schichtverbundkombinationen aus hochschmelzenden Metallen und Oxiden
Authors: Elßner G. , Pabst R. , Puhr‐Westerheide J.
Published: May 2005

Durch Hochvakuumverschweißung bei Temperaturen oberhalb 1400 °C werden Schichtverbundproben aus den Metallen Nb, Nb‐1 Zr und Ta und aus den Oxiden Al2O3 und ZrO2 ohne Bildung von zusätzlichen Zwischenschichten hergestellt. Mo und Al2O3 werden über eine Nb‐Schicht miteinander vereinigt. Die untersuchten Schichtverbundkombinationen sind von technischer Bedeutung für die Entwicklung von Verbundwerkstoffen und von hochtemperaturbeständigen Verbindungen zwischen metallischen und keramischen Materialien. Es wird über ihr Gefüge, ihre Eigenschaften und die chemische Verträglichkeit des Verbunds berichtet. Darüber hinaus wird eine bruchmechanische Methode beschrieben, mit der die Festigkeit des Verbunds über KIc‐Faktoren charakterisiert werden kann.
Die Faserverstärkung von Aluminium
Authors: Nixdorf J.
Published: May 2005

Der Leichtbau benötigt Werkstoffe mit möglichst hoher Zugfestigkeit und hohem E‐Modul. Es liegt daher nahe, auch auf Leichtmetalle, vorzugsweise Aluminium, das Prinzip der Faserverstärkung anzuwenden, wie es beim Kunststoff breiten Eingang in die Praxis gefunden hat. Die unidirektionale Faserverstärkung von Aluminium kann durch Lang‐ oder Kurzfasern vorgenommen werden. Für beide Fasertypen sind unterschiedliche Technologien entwickelt worden. Die bisher bei Langfaserverstärkung erzielten mechanischen Eigenschaften ermöglichen die Entwicklung eines Hochleistungsverbundwerkstoffes für spezielle Anwendungen. Die Einlagerung möglichst preiswerter Kurzfasern sollte dagegen vorzugsweise für die Herstellung eines Massenproduktes für breite technische Anwendungen entwickelt werden.
Die Qualitätsprüfung geschweißter Rohre in der Schweißstraße unter besonderer Berücksichtigung der Indikation der Kalt‐ oder Mattschweißung
Authors: Förster F.
Published: May 2005

Bei der Schweißnahtprüfung von kontinuierlich geschweißten Rohren mit elektromagnetischen und Ultraschallverfahren war es bisher nicht möglich, einen Schweißfehler, nämlich die sogenannte Kalt‐ oder Mattschweißung zur Anzeige zu bringen. Diese Fehlererscheinung äußert sich durch keinerlei Diskontinuitäten, sondern lediglich durch Verringerung der Festigkeit der Schweißnaht. Durch zusätzliche Verwendung eines Infrarotverfahrens mit 1000 Abtastungen der Schweißnaht pro Sekunde in einer Breite von 1 mm unmittelbar hinter der Schweißung läßt sich der Energieumsatz, der für diese Fehlererscheinung verantwortlich ist, genau verfolgen. Durch Verwendung von zwei Infrarot‐Scannern, die etwa 50 cm auseinanderliegen, ergibt sich eine Analyse, in welchem Nahtbereich innen oder außen Untertemperatur beim Schweißen geherrscht hat. Damit wird auch der letzte bisher nicht erkennbare Schweißfehler durch eine automatische Prüfanlage erfaßt.
Ultraschallverfahren zur Bestimmung der Anzahl von Einschlüssen in Materialproben — eine kritische Betrachtung empfohlener Methoden
Authors: Schlengermann Udo
Published: May 2005

Zur Beurteilung der Gebrauchseigenschaften von Metallen sucht man die Anzahl und die Verteilung der nichtmetallischen Einschlüsse zu bestimmen. Dabei sind die bisher benutzten mikroskopischen Verfahren nicht zerstörungsfrei und auch nicht auf das Volumen, sondern auf die Oberfläche der Schliffproben bezogen. Die Ultraschallprüfung ist demgegenüber zerstörungsfrei und gut zum volumetrischen Nachweis von Einschlüssen geeignet. Untersucht werden die Möglichkeiten des Ultraschall‐Impuls‐Echo‐Verfahrens zur Reinheitsgradbestimmung. Mit den Ergebnissen erfolgt eine kritische Betrachtung der bisher zu diesem Zweck empfohlenen Ultraschallprüfmethoden. Es werden Vorschläge gemacht, wie die Vorteile der Ultraschallprüfung bei der Bestimmung des Reinheitsgrades optimal genutzt werden können.
Messung der Verformung an Elektronenstrahlschweißnähten mit Hilfe der holografischen Interferometrie
Authors: Sepold G. , Jüptner W. , Steffens H.‐D.
Published: May 2005

Das Verformungsfeld elektronenstrahlgeschweißter Proben war zu ermitteln. Dafür wurde die holografische Interferometrie als Meßverfahren ausgewählt.

Die Verformungen sind i. a. so groß, daß mit üblichen Aufbauten Interferenzstreifensysteme mit nicht mehr auflösbarer Streifendichte entstehen. Mit Hilfe von Diagrammen, die aufgrund einfacher Gleichungen erstellt werden, konnte der Aufbau jedoch der Meßaufgabe entsprechend optimiert werden.

Ähnliche Diagramme ermöglichen nach Aufnahme zweier Interferenzstreifensysteme die Auswertung der Verformungen in den interessierenden beiden Hauptachsen.

Zusätzlich wird eine Vorrichtung beschrieben, die den Ausbau der Probe während des Schweißens gestattet.
Betrachtungen über das Betriebsverhalten des Stahles X 12 NiCrSi 32 20 bei hohen Temperaturen und langen Zeiten
Authors: Thiessen W. , Poweleit B.
Published: May 2005

Die Ansprüche an die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe für Chemie Anlagen wachen ständig. So ist neben dem Übergang zu großen Einheiten nicht nur ein Ansteigen der Drücke und Temperaturen zu verzeichnen, sondern aus technischen und wirtschaftlichen Gründen auch eine optimale Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften. Bei den durch Druck und Temperatur höchstbeanspruchten Bauteilen muß die Lebensdauer anhand von Zeitstandfestigkeitskennwerten berechnet werden. Da die Berechnungsdaten, wie Druck und Temperatur, innerhalb gewisser Grenzen schwanken und Unregelmäßigkeiten im Betrieb auftreten können, ist eine Voraussage der Restlebensdauer von laufenden Anlagen schwierig.

Am Beispiel einer Synthesegasanlage, bei der wichtige druckbeanspruchte Bauteile aus dem austenitischen Werkstoff X 12 NiCrSi 32 20 sind, wird versucht, mit Hilfe von Zeitstandfestigkeitskennwerten, die im eigenen Langzeitversuch ermittelt sind, eine Aussage über die Restlebensdauer zu machen. Der Vergleich der Versuchsergebnisse mit den an Bauteilen gemessenen Dehnwerten ermöglicht eine gute Voraussage der noch zu erwartenden Lebensdauer. Gefügeuntersuchungen an herausgetrennten Probestücken vervollständigen die Aussagen.
Verformungen und Spannungen im Bereich der plastischen Zone nahe der Rißspitze angerissener Proben aus Ck 45
Authors: Hellwig G. , Macherauch E.
Published: May 2005

Modellvorstellungen über Form und Größe der plastischen Zone nahe der Rißspitze angerissener Proben werden beschrieben und anhand experimenteller Beobachtungen diskutiert. Basierend auf der experimentell ermittelten Form der plastischen Zone, wird unter idealisierender Annahme ein Einflußbereich der plastischen Zone postuliert und der Spannungsverlauf innerhalb dieses Bereichs angegeben. Die Ergebnisse röntgenographischer Spannungsmessungen im Bereich der plastischen Zone werden angegeben und diskutiert.
Die Zersetzung von Polyvinylchlorid in elektrischen Glimmentladungen
Authors: Harpe H. V. , Hemmer E.‐A. , Oelert H.‐H.
Published: May 2005

Zur Deutung der Vorgänge beim elektrischen Durchschlag in Polyvinylchlorid (PVC)‐Kabelisolierungen wurde die chemische Zersetzung von Weich‐PVC‐Folien unter Modellbedingungen im elektrischen Glimmfeld untersucht. Die dabei auftretenden chemischen Veränderungen in der Folie sowie im Gasraum wurden qualitativ und quantitativ erfaßt. Aus der Zusammensetzung der Zersetzungsprodukte sowie ihrem Verlauf über der Beglimmzeit konnte auf die Abbaureaktionen des PVC und des Weichmachers bei Glimmbeanspruchung geschlossen werden.
Experimentelle Untersuchung des statistischen Größeneinflusses im Dauerschwingversuch an ungekerbten Stahlproben
Authors: Heckel K. , Köhler J. , München Tu
Published: May 2005

Im einstufigen Dauerschwingversuch an ungekerbten Proben mit unterschiedlichen Meßlängen konnte der statistische Einfluß der Probengröße auf deren Bruchwahrscheinlichkeit experimentell nachgewiesen werden.
Zur Ermittlung der Abscheidungseigenspannungen und verbleibenden Eigenspannungen in galvanisch hergestellten Nickelschichten nach der Spiralkontraktometer‐ und Streifendehnungs‐Methode
Authors: Wagner Edgar
Published: May 2005

Für die Beurteilung werkstoff‐ und abscheidungsbedingter Eigenspannungszustände in galvanischen Schichten und ihres Einflusses auf Festigkeitseigenschaften beschichteter Bauteile ist es vorteilhaft, statt der mittleren Schichteigenspannungen erstens kontinuierlich über dem Schichtwachstum die Eigenspannungen dünner Schichtinkremente zu ermitteln und zweitens den Verlauf der – nach beendeter Abscheidung – tatsächlich über der Schichtdicke wirkenden Eigenspannungen zu bestimmen. Um diese differenzierte Aussage über Eigenspannungen in galvanischen Schichten zu erhalten, wurden anhand eines Abscheidungsmodells – schrittweiser Aufbau der Schicht – Rechenverfahren für Messungen mit dem Spiralkontraktometer und dem Streifendehnungsmeßgerät entwickelt und an Nickelschichten aus dem Watts‐Bad praktisch erprobt.
Untersuchung der Reaktionsvorgänge zwischen gasförmigen und festen Metallen
Authors: Raub Ch. J. , Hager W.
Published: May 2005

Die Reaktionsvorgänge zwischen gasförmigem Zink und Kadmium und den festen Metallen Kupfer, Silber, Palladium und Palladiumsilberlegierungen wurden bei verschiedenen Temperaturen untersucht. Neben einer deckschichtenfreien Oberfläche spielen noch zahlreiche andere Faktoren z. B. die Oberflächengeometrie, eine Rolle. Für die Erklärung der Erscheinungen ist stärker als bisher zu beachten, daß sich die Zinkatome als gerichtete Atomstrahlen ausbreiten. Hieraus ergeben sich Möglichkeiten, die Aufnahme von Zink zu beeinflussen.
Das Zeitstandverhalten von Feinblei
Authors: Thiessen W. , Poweleit B.
Published: May 2005

Die genaue Dimensionierung von Bauteilen, die einer Verformung durch Kriechen unterliegen, gewinnt in der modernen Technik immer größere Bedeutung. Bei der Durchsicht des Schrifttums nach mechanischen Eigenschaften für Feinblei ist festzustellen, daß über das mechanische Verhalten von Blei unterschiedliche Angaben gemacht werden (1–3). Vor allen Dingen findet man immer wieder, daß die Festigkeitseigenschaften für lange Zeiten aus Kurzzeitversuch gewonnen werden, und daß Kenngrößen z. B. Dehn‐ und Kriechgeschwindigkeiten angegeben werden, die aus solchen Versuchen ermittelt sind. Um eindeutige Aussagen über das Festigkeitsverhalten von Blei und seine technisch gebräuchlichen Legierungen machen zu können, sind echte Zeitstandsversuche über lange Zeiträume notwendig.
Korrosionsverhütung im Schweißnahtbereich nichtrostender austenitischer Stähle
Authors: Risch Karl
Published: May 2005

Transkristalline Spannungsrißkorrosion an mechanisch überarbeiteten Schweißnähten und Lochfraß im Bereich von Schweißzunder können durch eine angepaßte Beizbehandlung vermieden werden. Unter Schweißzunder, welche beim Beizen zwar gelockert aber nicht entfernt wurde, entsteht bei der anschließenden Spülung mit Wasser schon eine gute Passivschicht, so daß an schwer zugänglichen Stellen auf eine mechanische Beseitigung des noch lose anhaftenden Zunders verzichtet werden kann. Auch sand‐ und kugelgestrahlte Flächen müssen in der Regel nachträglich gebeizt werden, wenn eine gute Passivität erforderlich ist. Anlauffarben zeigende Flecken auf den Nähten längsgeschweißter Rohre sind für Lochfraß bevorzugt anfällig und müssen gegebenenfalls durch Beizen entfernt werden. Die spaltbehafteten Rohreinschweißungen an Rohrbündel‐Wärmeaustauschern lassen sich normalerweise nicht sicher beizen. Dem diesbezüglichen Vorteil der spaltfreien Rohreinschweißung steht bei verschiedenen Stahlqualitäten der Nachteil gegenüber, daß unter den erforderlichen Schweißbedingungen ein Netzwerk aus δ‐Ferrit auftritt. Auch die niedrig gekohlten, stickstofflegierten Stähle sind nicht ganz frei von dieser Erscheinung, die sich hier aber stark zurückdrängen läßt, wenn dem Argon‐Spülgas etwa 0,5% Stickstoff zugesetzt werden.

Schweißnähte können leicht zu Schwachstellen von Chemie‐Apparaten werden. Dieser Erfahrung ist bei der Planung, Ausführung und Betreibung von Anlagen Rechnung zu tragen. Das Korrosionsverhalten eines Apparates wird zwar im wesentlichen durch die Auswahl des Grund‐ und Schweißzusatzwerkstoffes bestimmt, aber erst eine werkstoffgerechte Konstruktion und eine konstruktionsbezogene Verfahrensweise im Betrieb gestatten es, die Möglichkeiten eines Werkstoffes ganz auszuschöpfen. Als Besonderheit kommt bei den nichtrostenden austenitischen Stählen der abschließenden Oberflächenbehandlung des Schweißnahtbereiches eine hohe Bedeutung zu.
Konstruieren mit neuen hochfesten Stählen mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten
Authors: Angus H. C.
Published: May 2005

Die Eignung neuer hochfester Stähle mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten wird an verschiedenen Konstruktionsbeispielen durch Vergleich mit anderen Werkstoffen dargestellt. Die neuen Stähle eignen sich vor allem für Rohrleitungen und Druckbehälter, bei denen große Temperaturbereiche auftreten. Die Vorteile der Legierungen bei der Konstruktion von Labyrinthdichtungen werden ebenfalls aufgezeigt. Untersucht wird das Verhalten der Stähle im Brennkammerbereich von Dieselmotoren. Außer den unterschiedlichen konstruktionsmäßigen Anforderungen werden aufgrund der vorliegenden Arbeit weitere mögliche Einsatzgebiete erörtert. Der für die Konstruktion wesentliche Vorteil der neuen Legierungen besteht in ihrem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten in Verbindung mit geringem E‐Modul und den daraus resultierenden sehr geringen Wärmespannungen.
Materials Science and its Levels of Development
Authors: Krysko W. W.
Published: May 2005

Materials Science as a new philosophy. What is Materials Science? Prerequisites for its introduction. Reasons for creating courses in Australia and the U.S.A. and description of its teaching as a servicing subject to students of engineering and related sciences (lower level) and as an individual subject (upper level). The success of Materials Science in other countries. Is Werkstoffwissenschaften, the term given after the Studienreform to some of the new Fachbereiche replacing the former Faculties at many Technical Universities in the former Faculties at many Technical Universities in the Federal Republic of Germany, the same as Materials Science? Description of Materials Science courses in Australia and the U.S.A.
Entwicklung, Eigenschaften, Verarbeitung und Einsatz des hochsiliciumhaltigen austenitischen Stahls X2CrNiSi1815
Authors: Horn E.‐M. , Kügler A.
Published: May 2005

Herstellung, Lagerung und Transport von hochkonzentrierter (ca. 98%iger) Salpetersäure erfolgen häufig in Reinaluminium, wobei jedoch oft unbefriedigende Standzeiten des Schweißgutes beobachtet werden. Tantal zwar ist ausgezeichnet beständig, kann jedoch aus Kostengründen nur in Sonderfällen eingesetzt werden. Handelsübliche austenitische Chrom‐Nickel‐Stähle und ferritische Chrom. Stähle befinden sich unter diesen Beanspruchungsbedingungen im transpassiven Zustand und werden auch bei Vorliegen eines ausscheidungsfreien Gefüges interkristallin angegriffen.

Schweißeigenschaften kann mit einem siliciumlegierten austeniti‐Die Forderung nach hoher Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure bei gleichzeitig guten Verarbeitungs‐ und schen Chrom‐Nickel‐Stahl erfüllt werden. Aus Korrosionsgründen ist ein Silicium‐Gehalt von mindestens 3,7 Massen‐% erforderlich. Da dieser Silicium‐Gehalt in der austenitischen Grundmasse gelöst werden kann, unterscheiden sich die Festigkeits‐ und Zähigkeitseigenschaften der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 nicht wesentlich von denen handelsüblicher Chrom‐Nickel‐Stähle.

Sowohl für die Elektroden‐Handschweißung als auch für das WIG‐Verfahren stehen artgleiche Schweißzusatzwerkstoffe zur Verfügung. Die Korrosionseigenschaften des Schweißgutes sind mit denen des Grundwerkstoffes vergleichbar. Durch Silicium wird jedoch die Ausscheidungsneigung des Stahles erhöht. Es ist daher besonders auf eine geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen zu achten, um eine interkristalline Anfälligkeit in der wärmebeeinflußten Zone neben der Schweißnaht zu vermeiden.

Durch den Siliciumzusatz von rd. 4 Massen‐% wird nicht nur die Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure, sondern auch in Chromsäure‐Lösungen und in heißer konzentrierter Schwefelsäure erheblich verbessert. Anzuführen ist auch das günstige Hochtemperaturkorrosionsverhalten.

Aus der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 wurden bereits eine Vielzahl von Rohrleitungssystemen, Apparaten, Pumpen und Armaturen gefertigt, die sich in mehrjährigem Einsatz bewährt haben.
ESCA – Untersuchungen zum Aufbau von Oxid‐Schichten auf austenitischen Stählen nach Salpetersäurebeanspruchung.
Authors: Diekmann H. , Gräfen H. , Holm R. , Horn E.‐M. , Storp S.
Published: May 2005

Mittels ESCA wurden Zusammensetzung und Dicke der Oxidschichten ermittelt, die bei der Beanspruchung verschiedener austenitischer Chrom‐Nickel‐(Molybdän)‐Stähle in Salpetersäuren unterschiedlicher Konzentration und Temperatur gebildet werden.

Die äußere Schicht besteht aus SiO2; darunter befindet sich eine chromreiche, molybdänhaltige Oxidschicht. Nickel ist am Aufbau der Oxidschichten nicht beteiligt.

In der metallischen Matrix unterhalb der Oxidschicht wurde eine Chromanreicherung nachgewiesen.
Zur Zähigkeit von Vergütungsstählen
Authors: Berns H.
Published: May 2005

Zähigkeit als Brucharbeit hängt vom Bruchmechanismus ab. Die Korngröße und Beanspruchungsbedingungen beeinflussen den Übergang vom zähen Grübchen‐ zum spröden Spaltbruch. Bei Vergütungsstählen sind neben der Paketgröße und Teilchenverteilung spröde interkristalline Bruchanteile durch Korngrenzensteigerung von Verunreinigungen im Ferrit‐ (Anlaßversprödung) oder Ausscheidungen im Austenitbereich von Bedeutung. Gefügezeiligkeit ruft eine Anisotropie der Zähigkeit hervor.
Das Verhalten metallischer Werkstoffe unter mechanischer Beanspruchung
Authors: Macherauch E. , Vöhringer O.
Published: May 2005

Es werden einfache Beanspruchungsfälle, dabei auftretende Beanspruchungs‐Reaktions‐Schaubilder und wichtige mechanische Kenngrößen sowie typische Oberflächenerscheinungen besprochen. Im einzelnen werden der einachsige Zugversuch, der einachsige Kriechversuch, der Rißzähigkeitsversuch sowie der einstufige Dauerschwingversuch behandelt. Die Grundlagen der plastischen Verformung werden erörtert und die Ursachen für die Ausbildung bestimmter Versetzungsstrukturen und die Art der auftretenden Gleitbänder betrachtet. Der Einfluß verschiedener Gefügeparameter auf die Fließspannung wird an Beispielen erläutert und anhand verschiedener Verfestigungsmechanismen erklärt. Der Temperatur‐ und Geschwindigkeitseinfluß auf die Fließspannung wird quantitativ beschrieben. Die Darstellung der verformungsbestimmenden strukturmechanischen Prozesse in Verformungsmechanismus‐Schaubildern wird erläutert. Abschließend wird der Einfluß von Umgebungsmedien auf das mechanische Werkstoffverhalten angesprochen. An Hand von typischen Beispielen wird ein Einblick in die Wirkung von Elektrolyten, gasförmigen Medien, organischen Flüssigkeiten und Metallschmelzen auf das mechanische Verformungsverhalten bei charakteristischen Beanspruchungsfällen gegeben.
Spannungsinduzierte Korrosion an deckschichtgeschützten Metallen
Authors: Krägeloh E. , Navab‐Motlagh M. M.
Published: May 2005

Stress‐induced Corrosion on Metals Protected by Surface Coatings

There are several methods of protecting the surface of base metals against corrosion agents. Partly, layers will be applied and cause a tight seal as in the case of synthetic resin varnish, and partly, due to the atmosphere metals (such as Cr‐alloyed, corrosion‐resisting steels or aluminium) protect themselves with a dense coat of oxide, if these surface coatings will be damaged, an increased corrosion would be caused. However, the oxide skin generally heals up rapidly. It is not known, whether resistance against cyclic loading would considerably be affected by damaged surface coatings as a result of cyclic strain. This question need not be raised in that, the application and, therefore, the investigation of such metals without surface coatings is uninteresting from the technical point of view.
Zum Ausscheidungs‐ und Korrosionsverhalten eines ferritisch‐austenitischen Chrom‐Nickel‐Molybdän‐Stahles nach kurzzeitiger Glühbehandlung unter besonderer Berücksichtigung des Schweißens
Authors: Wehner H. , Speckhardt H.
Published: May 2005

Verhalten des ferritisch‐austenitischen Stahles X 2 CrNiMoN 225 (Werkstoff‐Nr. 1.4462) im lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand gegenüber interkristalliner Korrosion (IK) sowie Spannungsrißkorrosion (SpRK) und Lochkorrosion in chloridhaltigen wäßrigen Medien. Vergleich mit den beiden austenitischen Stählen X 5 CrNi 189 (Werkstoff‐Nr. 1.4301) und X 3 CrNiMoN 17135 (Werkstoff‐Nr. 1.4439). Untersuchungen zum Einfluß der Gefügeänderungen infolge kurzzeitiger isothermer Glühbehandlungen und Schweißungen auf das Verhalten gegenüber den genannten drei Korrosionsarten.
Werkstoffauswahl und Oberflächenbehandlung unter tribotechnischen Gesichtspunkten
Authors: Kloos K. H.
Published: May 2005

Eine funktionsgerechte Werkstoffauswahl für tribologisch beanspruchte Werkzeuge und Bauteile ist nicht nur eine Forderung der Wirtschaftlichkeit, sondern gewinnt auch vor dem Hintergrund der Rohstoff‐ und Energiesicherung eine zunehmende Bedeutung.

Die Werkstoffauswahl tribologisch beanspruchter Werkzeuge und Bauteile wird nach wie vor überwiegend nach empirischen Methoden vorgenommen, wobei häufig Kompromißlösungen zwischen der Oberflächenfunktion und der Grundwerkstoff‐Funktion zur Erfüllung der Festigkeits‐ und Steifigkeitsanforderungen eingegangen werden müssen.

Ausgehend von einer methodischen Vorgehensweise einer System‐und Beanspruchungsanalyse zur Abschätzung der Oberflächen‐ und Grundwerkstoffbeanspruchung wurden an verschiedenen Beispielen werkstoffkundliche, fertigungstechnische, konstruktive und schmiertechnische Gesichtspunkte zur Verbesserung des tribologischen Verhaltens von Bauteilpaarungen aufgezeigt.

Durch Anwendung eines energetischen Verschleißmodells konnten Berechnungsmöglichkeiten zur Lebensdauerbestimmung feststoffgeschmierter Wälzlager angegeben werden.
Selection of Materials for Pressure Vessels and Chemical Plants
Authors: Huppertz Paul‐Hermann , Retter Achim
Published: May 2005

The selection of materials for pressure vessels and chemical plants depends on a number of factors such as operating pressure, operating temperature, operating medium, regulations in force in the country of the plant user concerned and manufacturing possibilities. The essay clearly explains how the above specified factors individually influence the selection of materials. The article also deals with the ranges of application of certain material groups such as unalloyed and low‐alloy steels, fine‐grained steels, austenitic chromium‐nickel steels, unalloyed ferritic chromium steels and other materials. The article closes with remarks on the operational safety of pressure vessels.
Möglichkeiten zur Lebensdauervorhersage durch Eigenspannungsmessungen an einem wechselbeanspruchten austenitischen Stahl
Authors: Schmitt‐Thomas Kh. G. , Kibler Th. , Jäger E.
Published: May 2005

Aufbauend auf Untersuchungen an einem ferritischen Stahl wurden an Proben aus einem austenitischen Stahl Ermüdungsversuche kombiniert mit Eigenspannungsmessungen durchgeführt. Dazu wurden die Wöhlerversuche definiert nach vorgegebenen Lastwechselzahlen unterbrochen und röntgenografisch die Eigenspannungen und Interferenzbreiten im Kerb der Proben bestimmt. Es zeigten sich Abhängigkeiten der Oberflächeneigenspannungen von Lastamplituden und Lastwechselzahlen, die unter Zuhilfenahme der ebenfalls gefundenen Zusammenhänge zwischen Halbwertbreiten und Lastwechselzahlen dazu herangezogen werden, um auf zerstörungsfreiem Wege auf die Lebensdauer wechselbeanspruchter Proben zu schließen.
Einfluß von unverformbaren Teilchen auf die Strangpresstexturen von Verbundwerkstoffen
Authors: Bergmann H. W. , Wassermann G.
Published: May 2005

Der Einfluß von Teilchengröße und Teilchenabstand einer unverformbaren Phase (α‐Al2O3) auf die Texturausbildung einer metallischen Matrix wird an stranggepreßten Verbundstangen mit Nickel‐, Kupferoder CuZn30‐Matrix untersucht.

Alle stranggepreßten Stangen weisen bei kleinem Teilchenabstand (2,5 m̈m) eine scharfe 〈100〉‐Rekristallisationstextur auf, die mit zunehmendem Abstand schwächer wird. Im Falle von zusatzfreiem Cu bzw. CuZn30 ist sogar eine regellose Orientierungsverteilung der Kristalle zu beobachten.

Die Ergebnisse werden im Vergleich zu den bei AlAl2O3 Verbundstangen gefundenen diskutiert.
Trennung von Schallemissionssignalen durch rechnerische Analysen
Authors: Crostack H.‐A. , Kock K.‐H. , Steffens H.‐D.
Published: May 2005

Merkmale, die mit Hilfe verschiedener Analyseverfahren aus Schallemissionssignalen gewonnen werden, können durch den Einsatz von Rechenverfahren zur Mustererkennung bewertet werden. Durch Anwendung dieser Programme kann festgestellt werden, ob die verwendeten Merkmale – maximale Amplitude, Signalanstiegszeit, Schallsumme, Impulsfläche, Impulsenergie und mittlere Amplitude sowie einfache Kenngrößen aus Frequenzspektren – die Schallemissionssignale trennen können oder ob für den Fall, daß ein einzelnes Merkmal diese Aufgabe nicht löst, eine Kombination von Merkmalen zu einem besseren Ergebnis führt.

Die Möglichkeiten der verschiedenen Analysen sowie der Mustererkennungsprogramme werden anhand von vier simulierten Signalarten überprüft. Je nach Analyseverfahren ergeben sich dabei deutliche Unterschiede hinsichtlich der Trennung der Schallemissionen. Jedoch kann selbst bei Signalgruppen, die mit einem Analyseverfahren nicht getrennt werden können, durch die Anwendung von Merkmalskombinationen die Unterscheidung verbessert werden.
Untersuchungen zum Natriumeinfluß auf das Zeitstand‐ und Kriechverhalten des Stahls X5 CrNi 18 9 (AISI 304, W.‐Nr. 1.4301) bei 823 K
Authors: Borgstedt H. U. , Drechsler G. , Frees G.
Published: May 2005

In den Zeitstand‐ und Kriechversuchen an dem Stahl X5 CrNi 18 9 (1.4301, AISI 304) bei 823 K in strömendem Natrium wurde bis zu Auslagerungszeiten von über 2000 Stunden kein Effekt auf die Standzeit, die Zeitdehngrenzen und die Kriechgeschwindigkeit beobachtet. Lediglich das Bruchverhalten des Stahls wird durch Natrium verändert. Natrium verursacht interkristallinen Anbruch, die Bruchdehnung wird dadurch verringert. Kohlenstoff oder Stickstoff wurden dabei nicht mit dem Natrium in einem Maße ausgetauscht, daß Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften eintreten konnten.
Verhalten von Hüftgelenks‐Endoprothesen bei quasi statischer und dynamischer Belastung
Authors: Müller K. , Weber U. , Mäurer H.‐J.
Published: May 2005

Aufgrund bisher vorliegender klinischer Erfahrungen mit Hüftgelenks‐Totalendoprothesen nehmen folgende Problemstellungen eine gewisse Priorität ein: – Pfannen‐ und Schaftlockerungen, – Schaftbrüche – Infektlockerungen.

Dementsprechend konzentriert sich die Forschung auf die Ermittlung der biologischen und mechanischen Ursachen des Fehlverhaltens sowie auf die Erprobung alternativer Lösungen hinsichtlich – Fixationsmethodik – Konstruktion von Endoprothesen – Werkstoff und Fertigungsmethoden.

Die vorliegende Arbeit bezieht sich auf Teile des mechanischen Komplexes dieser Problemstellung.

Durch vergleichende Untersuchungen am Original‐ sowie am Implantatsystem „proximaler Femur/Hüftgelenkspfanne”︁ wird die Änderung der Steifigkeit infolge Implantation unterschiedlicher Typen von Endoprothesen ermittelt.

Der Einfluß der Belastungsfrequenz auf die Deformationsverhältnisse in diesem System wird in einem Frequenzbereich überprüft, der sich von quasi‐statischer bis zu dynamisch‐wechselnder Belastung erstreckt.

Die Relativbewegung zwischen implantierter Hüftgelenkspfanne und benachbartem knöchernen Bereich wird bei zyklischer Belastung erfaßt und messend verfolgt.

Die Befunde geben punktuelle Hinweise hinsichtlich qualitativer und quantitativer Auswirkungen unterschiedlicher endoprothetischer Maßnahmen unter Bedingungen optimierter Vergleichbarkeit sowie hinsichtlich möglicher oder zweckmäßiger alternativer Lösungen im konstruktiven und stofflichen Bereich der anstehenden Fragestellungen.
Eine Methode zur kontinuierlichen und elementspezifischen Messung des korrosiven Abtrags von metallischen Werkstoffen
Authors: Vehlow J.
Published: May 2005

Es wird ein radionuklidtechnisches Verfahren zur schnellen Erfassung sehr niedriger Korrosionsgeschwindigkeiten in flüssigen Medien beschrieben. Das Verfahren läßt sich mit elektrochemischen Methoden kombinieren und leicht automatisieren. Einige Anwendungsbeispiele zeigen den großen Bereich der Einsatzmöglichkeiten.
Zur exakten und näherungsweisen Berechnung unidirektionalverstärkter Kunststoffe
Authors: Meder Gerd
Published: May 2005

Es wird gezeigt, daß die in der Praxis zur viskoelastischen Berechnung unidirektionaler Laminate verwendete quasielastische Lösung eine hervorragende Näherungslösung darstellt. Die exakten, mit Hilfe einfacher Integralbeziehungen gewonnenen, Lösungen werden mit der quasielastischen Lösung verglichen und es werden die zu erwartenden Abweichungen beschrieben. Die Kriechfunktionen der Laminate werden auf die Form der Kriechfunktion des viskoelastisch‐isotropen Materials bei einachsiger Beanspruchung gebracht. Dadurch wird das Kriechverhalten der Laminate besonders deutlich und die praktische Rechnung wird vereinfacht. Die bereitgestellten Lösungen unterliegen keiner Beschränkungen hinsichtlich der funktionalen Form der einachsigen Kriechfunktion.
Untersuchungen zum Ermüdungs‐Rißwachstumsverhalten des austenitischen Stahles X 6CrNi 18 11 (1.4948)
Authors: Krompholz K. , Grosser E. D. , Moritz E.
Published: May 2005

Es wird das Ermüdungs‐Rißwachstumsverhalten des warmfesten, unstabilisierten, austenitischen Stahles X 6CrNi 18 11 (Werkstoff‐Nr. 1.4948), der als Strukturwerkstoff in den Primär‐ und sekundärwärmeübertragungssystemen des Schnellen Natriumgekühlten Reaktors SNR 300 Verwendung findet, beschrieben. Als Einflußgrößen werden die Temperatur im Bereich von 308 K bis 973 K, die Frequenz zwischen 0,5 Hz und 20 Hz, das Spannungsverhältnis R sowie die Chargenabhängigkeit untersucht. Die Gültigkeit des Restligamentkriteriums und der Einfluß der Versuchstechnik auf den Rißfortschritt werden diskutiert.

Für die hier betrachteten Parameter werden die Konstanten C und n der Paris‐Gleichung berechnet. Die Ergebnisse belegen einen geringen Chargeneinfluß auf den Rißfortschritt. Bei niedrigen Spannungsverhältnissen und bei Raumtemperatur ist der Einfluß der Frequenz auf die Rißgeschwindigkeit nur schwach ausgeprägt. überschreitet das Spannungsverhältnis R den Wert von etwa 0,1, ist bei vergleichbarer Frequenz sowohl bei Raumtemperatur wie auch erhöhter Temperatur eine deutliche Anhebung des Ermüdungsrißwachstums zu beobachten.
Zur Bestimmung von Oxid‐Metall‐Phasengrenzflächenenergien
Authors: Nikolopoulos P. , Ondracek G.
Published: May 2005

Mit dem Fernziel, allgemeinere Aussagen über die Benetzbarkeit zwischen festen oxidischen und flüssigen metallischen Phasen zu erarbeiten, wurden die Grenzflächenenergien zwischen festem Urandioxid und mehreren flüssigen Metallen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, daß am Schmelzpunkt der Metalle

– die Grenzflächenenergien in erster Näherung für alle Metalle gleich sind (1,676 ± 0,142 J/m2), was für ingenieurmäßige Abschätzungen von praktischer Bedeutung ist,

– die entsprechenden Kontaktwinkel Unbenetzbarkeit anzeigen (ϕs > 90°).

Geeignete Extrapolationsmethoden ermöglichen außerdem die Bestimmung der Temperaturkoeffizienten der Grenzflächenenergien zwischen festem UO2 und Metallschmelzen auch für solche Systeme, für die Temperaturfunktionen experimentell nicht ermittelt worden sind.
Die Messung der Bruchzähigkeit eines Vergütungsstahles mit Hilfe der Teilentlastungsmethode
Authors: Albrecht J. , Wüthrich C.
Published: May 2005

Die Verwendung des J‐Integrals erlaubt es, Bruchzähigkeitswerte mit relativ geringem Materialaufwand zu messen. Eine zusätzliche Einsparung ergibt sich, wenn die Rißwiderstandskurve mit Hilfe einer einzigen Probe bestimmt wird. Dabei muß die Rißverlängerung während des Versuches verfolgt werden. Ein Vergleich mehrerer Methoden zeigte, daß sich das Teilentlastungsverfahren besonders gut zur Messung der Rißverlängerung eignet. Deshalb wurde dieses Verfahren bei der Bestimmung des Zähigkeitsverlaufs in einem großen Schmiedestück aus den Stahl 25 NiCrMo 14 5 herangezogen. Dabei ergaben sich über den ganzen Querschnitt des Schmiedestücks gute Zähigkeitswerte mit geringen Streuungen.
Zeitstanduntersuchungen an der Al‐Legierung AlMg 4,5 Mn für den chemischen Apparatebau
Authors: Maier G.
Published: May 2005

An der Al‐Legierung AlMg‐4,5 Mn wurden bei Temperaturen zwischen 20 und 250°C Zeitstandversuche mit Laufzeiten bis zu 50 000 h durchgeführt. Das Prüfmaterial lag als 20 mm dickes Blech im Zustand G 31 nach DIN 1725 vor. Versuchsziel war die Bestimmung von Werkstoff‐Kennwerten der Zeitdehngrenze (Rp0,2/t und Rp1/t) und der Zeitstandfestigkeit (Rm/t).

Die Zeitdehngrenzen und die Zeitstandfestigkeit von AlMg 4,5 Mn sind bis 100°C höher als die von vergleichbaren Werkstoffen wie AlMg3, AlMg5 und AlMg2 Mn. Jedoch geht dieser Vorteil durch einen starken Abfall der Zeitdehngrenzen oberhalb 100°C verloren. Außerdem ergab sich, daß die Zeitstandfestigkeit R schon bei 100°C weit unter der 0,2‐Grenze aus dem Zugversuch liegt. Deshalb sollten schon bei dieser Temperatur entgegen den Angaben im einschlägigen Regelwerk Zeitstand‐Kennwerte angewendet werden.

Die Beobachtung der Bruchverformung ergab im Versuchszeitraum bis 150°C eine Zunahme, bei und oberhalb 200°C eine Abnahme von Bruchdehnung und Einschnürung, jedoch nicht im Sinne einer Versprödung. Darüber hinaus konnte in einem temperatur‐ und zeitmäßig begrenzten Bereich eine Änderung der Bruchcharakteristik festgestellt werden, was auf einen gleichzeitig ablaufenden metallurgischen Prozeß hindeutet.
Werkstoffanstrengung im Hertzschen Kontakt – Einfluß von Reibung und Eigenspannungen
Authors: Broszeit E. , Zwirlein O. , Adelmann J.
Published: May 2005

Der Spannungszustand (Koordinatenspannungen, Vergleichspannung) im Halbraum des Hertzschen Kontaktbereiches wird in Abhängigkeit von der Geometrie und der Hertzschen Pressung dargestellt. Die Vergleichsspannung wurde mit der Gestaltänderungsenergiehypothese ermittelt.

Die Überlagerung von Normalkraft und Schubkraftbeanspruchung mit im Werkstoff vorhandenen Eigenspannungen wurde für die beiden Fälle Kreis‐ und Rechteckkontakt durchgeführt. Der Verlauf des Vergleichsspannungsmaximums in Abhängigkeit von den Eigenspannungen mit dem Parameter Reibwert wird dargestellt. Das Ergebnis dieser Berechnungen kann zur Klärung von Oberflächenermüdungsschäden an Wälzlagern, Zahnrädern, Nocken‐Stößel‐Paarung usw. beitragen.
Tribologisches Verhalten von gefüllten Kunststoffen und Verbundwerkstoffen
Authors: Feinle P.
Published: May 2005

Das Reibungs‐ und Verschleißverhalten von Kunststoff‐Stahl‐Gleitpaarungen kann durch Verwendung von Kunststoffen mit Zusatzstoffen erheblich verändert werden. Im Rahmen einer umfangreichen Forschungsarbeit wurde untersucht, wie sich der Zusatz von Glasfasern, Graphit und Polytetrafluoräthylen (PTFE) in hochwärmebeständigen Kunststoffen auswirkt. Zusätzlich wurde das tribologische Verhalten einer PTFE‐Blei‐Komponente in einem DU‐Lagerwerkstoff untersucht. Die Ergebnisse zeigen, daß sich in Abhängigkeit von den Beanspruchungsbedingungen Reibung und Verschleiß durch Zusatzstoffe verringern lassen. Eine Erklärung ist anhand der beobachteten tribophysikalischen Grenzflächen‐ und Kontaktvorgänge möglich.
Stable Crack Shape of Surface flaws under fatigue crack extension
Authors: Görner F. , Munz D.
Published: May 2005

Final crack aspect ratios are calculated for alternating combined tension and bending loading using different assumptions. The results are compared with those published in [1] showing small differences.
Verschleißverhalten ledeburitischer Chromstähle mit Niob und Titan
Authors: Berns H. , Trojahn W.
Published: May 2005

Durch Zusatz von Niob, Titan und Kohlenstoff zum Stahl X210Cr12 wurden Legierungen mit Gehalten von 1; 2,5 oder 5 Vol.% MC‐Karbid erzeugt und deren Verschleißverhalten im Vergleich zu herkömmlichen ledburitischen Chromstählen im langsamen Dreh‐ und im Schleifpapierversuch ermittelt. Die Einflüsse von Karbidmenge, härte und verteilung werden dargestellt, wobei der durch die Wahl von Austenitisierungs‐ und Anlaßtemperatur eingestellte Zustand der Grundmasse Berücksichtigung findet. Mit Ausnahme der Legierungen mit 2,5 und 5 Vol.% TiC und einer mit 2,5 Vol.% NbC, die bei hochharter Grundmasse im langsamen Drehversuch einen höheren Verschieß aufweisen als die Vergleichsstähle, wird der Verschleiß durch Zusatz von MC‐Karbiden in allen anderen Fällen gemindert. Im Schleifpapierverfahren sinkt die Verschleißrate durch Zunahme des Restaustenitgehaltes stärker als durch Zusatz von MC‐Karbiden.
Ein verbessertes Verfahren für die Auswertung von Treppenstufenversuchen
Authors: Hück M.
Published: May 2005

Eine zeitsparende und kostengünstige Ermittlung des Übergangsgebietes ist nach wie vor ein bedeutendes technisches Problem, sollen Mittelwert, Streuung und Vertrauensgrenzen in die Auswertung mit einbezogen werden. Unter den vielen Methoden, die dafür verwendet werden, macht allein das von Dixon und Mood im Jahre 1948 entwickelte Treppenstufenverfahren Angaben über die Vertrauensgrenzen von Mittelwert und Standardabweichungen.

Aufgrund bestimmter Überlegungen muß jedoch bezweifelt werden, ob die von Dixon und Mood vorgeschlagene Methode der Auswertung des „weniger oft eintretenden Ereignisses: Brüche oder Durchläufer”︁ optimale und richtige Schätzwerte und Vertrauensgrenzen ergibt.

Durch Treppenstufen‐Reihen, die auf dem Rechner in der Art der Monte Carlo‐Methode in großer Zahl erzeugt wurden, konnte die Auswertemethode von Dixon und Mood überprüft werden. Dabei stellte sich u. a. heraus, daß der Schätzwert für die Standardabweichungstetszu klein ausfällt und die Verwendung des „weniger oft eingetretenen Ereignisses”︁ keine optimalen Vertrauensgrenzen erwarten läßt. Das Verfahren wurde daher umgestellt auf die Auswertung sämtlicher Ereignisse.

Die neue Auswertemethode zur Ermittlung der Schätzwerte für Mittelwert, Standardabweichung und zugehörige Vertrauensgrenzen wird dargelegt. Weiterhin werden dem Anwender Hinweise für einen optimalen Versuchsansatz gegeben und der Ablauf einer Dauerfestigkeitsabschätzung anhand eines praxisnahen Beispiels erläutert.
Zur Steigerung der Schwingfestigkeit durch mechanisch erzeugte Druckeigenspannungen
Authors: Buxbaum O. , Lowak H.
Published: May 2005

Die durch mechanisch erzeugte Druckeigenspannungen erzielbaren Steigerungen der Schwingfestigkeit hängen maßgeblich vom Werkstoff, von der Art der Lastfolge und von der Lasthöhe ab; sie sind nur schwer abzuschätzen, weil durch die Betriebsbeanspruchungen ebenfalls Eigenspannungen hervorgerufen werden können, die sich den gezielten erzeugten Druckeigenspannungen überlagern und zu komplizierten Wechselwirkungen mit diesen führen. An zwei Werkstoffen (AlCuMg 2 und StE 47) und vier verschieden großen bauteilähnlichen Flachstäben mit Innenbohrung wurden die Steigerungen der Schwingfestigkeit durch Aufdornen der Bohrungen für drei verschiedene Lastfolgen auf jeweils zwei Lasthorizonten durch Versuche ermittelt sowie die aus dem Aufdornvorgang und die aus der Betriebsbelastung entstehenden Eigenspannungen bestimmt. Anhand dieser Ergebnisse wird gezeigt, daß die Schwingfestigkeitssteigerung bei höherfesten Werkstoffen größer ist als bei niedrigfesten und hauptsächlich durch die Druckeigenspannung verursacht wird, während sie bei niedrigfesten Werkstoffen z. T. auch auf die mit der Kaltverformung verbundene Werkstoffverfestigung zurückzuführen ist. Es werden Möglichkeiten für die Abschätzung der Schwingfestigkeitssteigerung aufgezeigt.
Einfluß der Wärmebehandlung auf die Schwingfestigkeitseigenschaften der Legierung AlMgSi 0,7
Authors: Bomas H. , Mayr P.
Published: May 2005

An der aushärtbaren Aluminiumlegierung AlMgSi 0,7 wird der Einfluß betriebsüblicher Wärmebehandlungsbedingungen auf das Ermüdungsverhalten gezeigt.

Durch Variation der Abkühlgeschwindigkeit vom Lösungsglühen und der Zwischenlagerungsdauer bei Raumtemperatur lassen sich die Größe der festigkeitssteigernden Ausscheidungen und der ausscheidungsfreien Säume an den Korngrenzen nahezu unabhängig voneinander beeinflussen. Eine Vergrößerung der Ausscheidungen und der ausscheidungsfreien Säume wirkt auf alle Kenngrößen des Zugversuchs negativ. Auf das Dauerschwingverhalten im unteren Zeitfestigkeitsgebiet wirkt sich eine signifikante Verbreiterung der ausscheidungsfreien Säume aufgrund einer erleichterten Verformbarkeit und Rißbildung an den Korngrenzen negativ aus. Eine Vergröberung der Ausscheidungen läßt das Verhalten bis zur Bildung von Ermüdungsanrissen unbeeinflußt, wirkt jedoch in der Rißausbreitungsphase mindernd auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ermüdungsrisse und führt deshalb zu einer Erhöhung der Lebensdauer.