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Interdisziplinäre Entwicklung eines künstlichen Kniegelenks (Kniegelenks‐Endoprothese) in Kunststoff‐Metall‐Kombinationsbauweise
Authors: Müller K. 
Published: May 2005

AbstractEndoprothesen für Gelenke des menschlichen Bewegungsapparates dienen als Dauerimplante bei bestimmter Indikation zur Beseitigung schmerzhafter Gelenksveränderungen (z. B. Arthrosen) sowie zur Wiederherstellung wesentlicher Gelenkfunktionen (z. B. Kniebeugung).Das komplexe Zusammenwirken biologisch‐physiologischer und stofflich‐beanspruchungsmäßiger Einflußfaktoren macht die adäquate Zusammenarbeit von Ärzten und Ingenieuren erforderlich.Am Beispiel der Prototyp‐Entwicklung einer Kniegelenks‐Totalendoprothese werden die biomechanischen „Randbedingungen”︁ anhand Kinematik, Statik, Dynamik und Tribologie natürlicher Gelenke (Knie, Hüfte) als Basis für das Ableiten von Ersatzfunktionen skizziert. Bereits bestehende, beispielgebende Ersatzfunktionen werden diskutiert und die darauf begründete Konzeption und Gestaltung eines künstlichen Kniegelenks in Kunststoff‐Metall‐Kombinationsbauweise („KMK”︁) dargestellt, bei dem versucht wird, die Vorteile bisheriger Konstruktionen zu nutzen und Nachteile soweit möglich zu eliminieren.
Untersuchungen zum Bruchverhalten von Kunststoffen bei Schlagbeanspruchung
Authors: von Meysenbun C.‐M. , Henkhaus R. 
Published: May 2005

AbstractIn Zugversuchen an durchsichtigen Thermoplasten kann für verschiedene Abzugsgeschwindigkeiten der Verlauf einer optisch wahrnehmbaren Schädigungsgrenze nachgewiesen werden. Für Abzugsgeschwindigkeiten > 200 mm/min fällt diese Grenzdehnung mit der Bruchdehnung zusammen. Der untersuchte Geschwindigkeitsbereich wird erweitert durch Schlagzugversuche an gleichartigen Proben mit Schlaggeschwindigkeiten bis ca. 5 m/s, bei denen Kraft‐Verlängerungs‐Diagramme aufgenommen werden können. So läßt sich der Verlauf von Spannung und Dehnung in der Probe für den gesamten Geschwindigkeitsbereich verfolgen und für verschiedene Werkstoffe (hier PMMA und EP‐Harz) vergleichen. Durch fotografische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wird der Bruchverlauf beobachtet.
Die Benetzungswaage, ein neues Hilfsmittel bei der Prüfung von Weichlötflußmitteln
Authors: Peth H. 
Published: May 2005

AbstractEine neuartige Methode zur Bestimmung des Werkstoffverhaltens beim Weichlöten benutzt die bei der Benetzung an einer in das Lot eintauchenden Probe angreifenden Kräfte als Maß für die erreichte Benetzungsgüte. Die Einflüsse unterschiedlicher Oberflächenzustände, Flußmittel, Lote, können dabei besonders empfindlich erfaßt und objektiv beurteilt werden. Die erhaltenen Benetzungsdiagramme werden heute meist noch nach qualitativen Gesichtspunkten gedeutet. Das hier am Beispiel der vergleichenden Flußmittelprüfung vorgestellte Auswerteverfahren gestattet eine quantitative Bewertung des Benetzungsverhaltens. Zuvor wird eine zusammenfassende Übersicht über die dem Verfahren zugrunde liegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten gegeben sowie einige Bemerkungen zur Meßtechnik gemacht.
Europäische Beiträge zur Entwicklung der Legierungstechnik bei der Herstellung von Sinterformteilen
Authors: Zapf G. 
Published: May 2005

AbstractDer Verbrauch an Eisen‐ und Metallpulvern zur Herstellung von Filtern, Gleitlagern und Formteilen hat sich in Europa im letzten Jahrzehnt verdreifacht.Für diese positive Entwicklung waren die Fortschritte in der pulvermetallurgischen Legierungstechnik mitbestimmend. Zu den wichtigsten europäischen Beiträgen auf diesem Gebiet gehören die Entwicklung der einphasigen Eisen‐Kupfer‐ und Eisen‐Kupfer‐Nickellegierungen. Die Weiterentwicklung und Einführung der Eisen‐Phosphor‐Legierungen ist ein weiterer wichtiger Beitrag. Einen erheblichen Fortschritt stellt die Entwicklung der anlegierten Eisenpulver mit Kupfer, Nickel und Molybdän als Legierungskomponeten dar.Eine neuere und besonders erfolgversprechende Entwicklung sind Kohlenstoff, Mangan und chromlegierte Sinterstähle, bei denen als Legierungsträger eine schweroxidierbare Vorlegierung gewählt wird, die die Legierungselemente in hochkonzentrierter Form enthält.
Entwicklung mit Hilfe des Warmpreßverfahrens hergestellter Sinterstähle mit optimaler Warmstreckgrenze, Dauerfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit – Teil 1
Authors: Zapf Gerhard , Hoffmann Gottfried , Daial Kirit 
Published: May 2005

AbstractFür die Ermittlung von Werkstoffkenndaten warmgepreßter Sinterstähle spielt neben den üblichen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze und Bruchdehnung bei Raumtemperatur) das Verhalten der Werkstoffe bei erhöhten Temperaturen eine wichtige Rolle. Daneben müssen Dauerwechselfestigkeit und Schlagarbeit berücksichtigt werden. Der Einfluß von Wärmebehandlungen auf diese Eigenschaften ist untersucht und in Beziehung zur Gefügeausbildung gebracht worden.Große Bedeutung erlangt beim Warmpressen pulvermetallurgisch erzeugter Vorformen die geeignete Wahl der Legierungselemente und Legierungsträger. Optimale Eigenschaften ergaben sich bei Verwendung von fertiglegierten Pulvern oder gemischtlegierten Pulvern, wobei jedoch spezielle Vorlegierungen als Legierungsträger eingesetzt werden. Diese und weitere Fragen der Legierungsbildung, insbesondere die Rolle des Kohlenstoffs, werden ausführlich erläutert. Der Zusammenhang zwischen mechanischen Eigenschaften und Bruchverhalten wird diskutiert.
Probleme der Rohstoffversorgung bei stahlveredelnden Schwer‐ und Sondermetallen
Authors: Feldmann J. , Haferkamp H. , Kramer J. 
Published: May 2005

AbstractDie Versorgungslage bei stahlveredelnden Schwer‐ und Sondermetallen zeigt, daß die absolute und relative Konzentration der Rohstofförderung sowie die regionale Angebotsballung in Entwicklungsländern sehr viel ausgeprägter ist als beim Rohöl. Die zukünftige Entwicklung läßt erwarten, daß die Importabhängigkeit von wenigen großen Förderländern in der 3. Welt noch zunehmen wird, so daß sich die Gefahr von kurzfristigen Verfügbarkeitsengpässen, Belieferungsausfällen und Kartellbildungen, angesichts des stark steigenden Bedarfs an Legierungsrohstoffen und fehlender Eigenproduktion in Europa, verstärken wird. Neben der Förderung industrieller Möglichkeiten zur Erhöhung der Anpassungsfähigkeit an jeweilige Versorgungslagen – insbesondere Recycling, Substitution und Lagerbildung – besteht die Notwendigkeit einer staatlichen flankierenden Rohstoffpolitik mit nationaler und internationaler Zielstellung.
Zum Einsatz der Mikrosonde im Rahmen der Betriebsüberwachung und der Untersuchung von Schadensfällen
Authors: Gramberg U. , Günther T. , Scharschmidt J. 
Published: May 2005

AbstractAnhand einiger ausgewählter Fälle wird über den Einsatz der Mikrosonde im Rahmen der Schadensforschung und der Betriebsüberwachung berichtet. Als Beispiele für den Nachweis von Wechselwirkungen zwischen Metall und Stoffen aus der Umgebung werden die Schwefelschädigung von Nickel sowie die Oleum‐Schädigung von Grauguß vorgestellt. Die Untersuchung des Endzustands von beim Schweißen ablaufenden Diffusionsvorgängen wird an einer Kupfer‐Aluminium‐Schweißung und an einer nicht einwandfrei durchgeführten Schweißung von LC‐Ni99 gezeigt. Die Auswirkungen hoher Temperaturen werden am Beispiel eines langzeitbeanspruchten X 8 CrNiNb 16 13‐Heißdampfsammlers sowie eines in örtlich begrenzten Zonen kurzzeiterhitzten und abgeschreckten 14 NiCr 18‐Ritzels beschrieben. An zugbeanspruchten X 2 CrNiMoSi 19 5 3‐Korrosionsproben wird der Einfluß der mikrochemischen Zusammensetzung auf die Bruchausbildung untersucht, schließlich wird die Übereinstimmung zwischen den Werkstoffen einer zerstörten X 10 CrNiMoTi‐Wellenschutzhülse aus einer Chemiepumpe und einem im Lagerungsbereich vorgefundenen gesinterten Metallkörper nachgewiesen.
Untersuchungen über gestaltungsbedingte Einflüsse auf die Bauteilzähigkeit
Authors: Dickhäuser M. , Gaube E. , Gramberg P. , v. Meysenbug C.‐M. 
Published: May 2005

AbstractErgänzend zu früheren Arbeiten über die temperaturabhängige Zähigkeit von Modellbehältern aus Kesselblech und aus Tieftemperaturstahl werden hier an Behältern anderer Konstruktionsform aus Kesselblech zusätzlich Einflüsse der Gestaltung und der Fertigung untersucht. Dabei zeigt sich, daß diese Einflüsse sich offenbar nur auf die Haltbarkeit der Behälter und den Verlauf des Berstdrucks über der Temperatur auswirken, daß aber die Verformungsreserve und damit das Zähigkeitsverhalten unabhängig davon aufgrund von Werkstoffkennwerten (Rißauffangtemperatur und Kerbschlagübergangstemperatur) abgeschätzt werden kann.
Temperaturabhängigkeit des Verformungsverhaltens von Polytetrafluoräthylen‐Schälfolie – Teil I: Versuche an ungekerbten Proben
Authors: Krahl Alfred , Ullmann Gerhard 
Published: May 2005

AbstractPolytetrafluoräthylen‐(PTFE) eignet sich für Korrosionsschutzauskleidungen hochbeanspruchter Chemieanlagen. Der Einsatz von PTFE‐Schälfolie, die maßgerecht zugeschnitten und verschweißt wird, macht die Auskleidungstechnik anpassungsfähig an Gegebenheiten der auszukleidenden Stahlteile. Bei solchen Auskleidungsarbeiten muß die PTFE‐Schälfolie z. B. an Stutzenaushalsungen, Flanschbördeln usw. erheblich verformt werden. Um dabei Ungleichmäßigkeiten und Werkstoffschädigungen wie Risse oder Überstreckungen, die zu Rißanfälligkeit bei Erwärmung führen, zu vermeiden und Verarbeitungserschwernisse möglichst zu umgehen, wurde das Kraft‐Verformungsverhalten von 4 mm dicker PTFE‐Schälfolie vier verschiedener Hersteller im Kurzzeitzerreißversuch zwischen Raumtemperatur und 380°C untersucht. Die Folienprüfung brachte nicht nur Erkenntnisse über die Temperaturbereiche besonders guter Materialduktillität, sondern vermittelte auch eine Vorstellung über Eigenschaftsunterschiede und Gleichmäßigkeit marktgängiger PTFE‐Schälfolien. Teil I dieser Arbeit gibt an ungekerbten Proben gewonnene Versuchsergebnisse wieder, Teil II wird sich mit dem Einfluß von Kerben befassen. Aus den vorliegenden Ergebnissen ist zu folgern, daß starke Verformungen an PTFE‐Schälfolie möglichst kurz unterhalb des Kristallitschmelzpunktes (327°C) durchgeführt werden sollten, da dort das Material sehr dehnungsfähig ist und nur geringe Verformungskräfte erforderlich sind. Gegenüber einer Formgebung bei Raumtemperatur wird der Verformungsvorgang auch schon durch Erwärmung der PTFE‐Schälfolie auf 50…︁100 °C viel problemloser.
Identifikation röntgenographischer Pulverdiagramme mit dem Tischcomputer
Authors: Grimminger H. , Knorsch H. , Schwarz H. 
Published: May 2005

AbstractEs wird ein Programm zur Identifikation von Röntgenbeugungsdiagrammen mehrphasiger, polykristalliner Stoffe mit dem Tischcomputer Wang 720 C beschrieben. Seine bestimmenden Größen sind die Identifikationsstrategie, das Identifikationskriterium und die Δd(d)‐Funktion, die die zulässige Abweichung zwischen den gemessenen und den in der Magnetband‐Datei nach ASTM‐Stoffdatenkarten festgelegten d‐Werten vorgibt. Im Verlauf dieser Untersuchungen erwiesen sich insbesondere die z. T. fehlerhaften und nicht selten auch unvollständigen Angaben dieser Kartei bei relevanten Stoffdaten als der entscheidende Faktor für die Begrenzung der Zuverlässigkeit des Identifikationsergebnisses.An charakteristischen Beispielen wird die Leistungsfähigkeit des Programms demonstriert. Abschließend wird ein Ausblick auf die Weiterentwicklung dieses Programms gegeben.
Tribomechanische und ‐chemische Vorgänge an dem Wälzlagerstahl 100 Cr 6
Authors: Frisch B. , Müller N. , Thiele W. R. 
Published: May 2005

AbstractTribomechanische und ‐chemische Vorgänge an dem Kugellagerstahl 100 Cr 6 wurden nach der Stift‐Ring‐Methode im Ultrahochvakuum und unter verschiedenen gasförmigen Medien untersucht. Im Ultrahochvakuum werden optimale Bedingungen für Adhäsionsverschleiß mit ausgeprägter Keilbildung beobachtet. Sauerstoff, Stickstoff und Luft führen bereits bei Drucken oberhalb von 10−6 Pa zu Gleitverbesserung bei teilweise geringen, ellipsometrisch bestimmten Schichtdicken. Bei steigendem Stickstoffdruck resultiert eine Oberflächenhärtung, wobei an den Verschleißpartikeln eine Aufstickung nachzuweisen ist. Reiner Sauerstoff führt zu Schichtverschleiß bei sich ständig neu bildenden Oxidationsschichten von ca. 10 nm Dicke.
Der Einfluß der Porosität auf einige Eigenschaften von Wolfram/Kupfer‐Kontaktwerkstoffen
Authors: Imm R. , Stempel G. 
Published: May 2005

AbstractEs wird die für die praktische Fertigung von W/Cu‐Tränkwerkstoffen wichtige Frage untersucht, inwieweit Restporositäten von Einfluß auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften sind. An Werkstoffen mit ca. 70 Gew.% Wolfram werden durch abgestufte Tränkmetallzugaben unterschiedliche Porositäten zwischen 0,2 und ca. 30% eingestellt und die Eigenschaften Abbrandverhalten im Hochstromlichtbogen, elektrische Leitfähigkeit, Vickershärte und Kerbschlagzähigkeit gemessen. Während Restporositäten bis zu 4% noch keine Erhöhung des Abbrandes bewirken, zeigen die übrigen Eigenschaften schon von kleinsten Porenanteilen an einen deutlichen Abfall. Die manchmal angewandte Fertigungsweise, durch geringe Unterschußtränkung eine mechanische Nachbearbeitung der Tränkteile zu vermeiden, ist mit den im Bericht aufgezeigten Qualitätsänderungen verbunden.
Problemlösungen durch Schichtverbundwerkstoffe in der Elektrotechnik
Authors: Stöckel D. , Schneider F. 
Published: May 2005

AbstractDurch geeignete Anordnung hochfester und hochleitfähiger Komponenten in einem Schichtverbundwerkstoff lassen sich Werkstoffe mit optimalen Eigenschaften für stromführende Federn herstellen. Durch Verwendung geeigneter Plattierungskomponenten können Thermobimetalle mit unterschiedlichem elektrischen Widerstand ohne wesentliche Veränderung der Ausbiegung und der Kraftwirkung hergestellt werden. Somit ist es möglich, Gerätegruppen mit gleichem mechanischen Grundaufbau für verschiedene Stromstärken zu verwenden und damit technisch und wirtschaftlich günstige Problemlösungen zu erzielen.Der hohe Preis der Kontaktwerkstoffe auf Edelmetallbasis führte schon vor vielen Jahren zur Herstellung von Kontaktbimetallen. Trotz höherer Formkosten sind diese Werkstoffe in den meisten Fällen besonders wirtschaftlich einsetzbar.
Lochkorrosion an passiven Legierungssystemen der Elemente Eisen, Chrom und Nickel
Authors: Horn E.‐M. , Kuron D. , Gräfen H. 
Published: May 2005

AbstractDie Lochkorrosion an nichtrostenden Stählen und Nickellegierungen stellt ein ernsthaftes Problem für die Praxis dar, insbesondere für die chemische Industrie, weil durch die Häufigkeit des Auftretens und die meist hohe Wachstumsgeschwindigkeit der entstehenden Löcher eine erhebliche Beschränkung der Lebensdauer von Bauteilen und Produktionsanlagen und u. U. auch eine Gefährdung der Umwelt eintreten kann. Von besonderem Nachteil ist hierbei die beinahe uneingeschränkte Verbreitung der lochfraßauslösenden Chloride, die oft schon bei Vorliegen nur sehr geringer Konzentrationen wirksam werden. Es hat daher nicht an Untersuchungen gefehlt. Mechanismen, Zeitgesetze und Einflußgrößen der Lochkorrosion zu ermitteln und sie für die Praxis auszuwerten, d. h. einen gezielten Schutz vor Lochkorrosion nutzbar zu machen. Da die in der Literatur beschriebenen Forschungs‐ und Untersuchungsergebnisse kein einheitliches Bild der Lochkorrosion ergeben und kaum einen brauchbaren Überblick über die Abhängigkeit von den verschiedenen Einflußgrößen gestatten, wird mit dieser hir beginnenden Veröffentlichungsreihe der Versuch unternommen, den Stand des Wissens über die Lochkorrosion übersichtlich darzustellen, die gebräuchlichen Prüfverfahren zur Ermittlung der Lochfraßanfälligkeit zu beschreiben und ihre Aussagefähigkeit zu diskutieren sowie anhand eigener umfangreicher Untersuchungen die Gesetzmäßigkeiten der Lochkorrosion aufzuzeigen und die Einflußgrößen so weit wie möglich zu quantifizieren. Der Stoff ist aus diesem Grunde in drei Hauptteile gegliedert worden:Teil 1. Einflußgrößen der Lochkorrosion – eine Literaturauswertung. Grundlagen – Angriffsmittel – Werkstoffeinflüsse.Teil 2. Prüfverfahren zur Ermittlung der Lochkorrosionsbeständigkeit Chemische Prüfungen – Elektrochemische Untersuchungen.Teil 3. Elektrochemische Messungen zur Ermittlung von Einflußgrößen der Lochkorrosion an diffusionsgeglühten Werkstoffen. Dieser Teil behandelt – anhand von Untersuchungsergebnissen – systematische Abhängigkeiten der Lochkorrosionspotentiale von der Art des angreifenden Mediums (Chloridkonzentration, Wasserstoffionenkonzentration, Temperatur) und der Zusammensetzung der untersuchten Werkstoffe (Einfluß der Legierungselemente).
Konstruktive und festigkeitsgerechte Gestaltung von Hochdruckbehältern, Apparaten und Atomreaktoren
Authors: Steinchen W. 
Published: May 2005

AbstractZur Untersuchung von Hochdruckbehältern, Apparaten und Atomreaktoren wurden spannungsoptische Verfahren und dabei überwiegend das Erstarrungsverfahren verwendet. Aus den eingefrorenen Verformungen des der Hauptausführung nachgebildeten Modells aus Epoxydharz lassen sich die Spannungen sehr genau analysieren. Die Ergebnisse können dann unter Anwendung von Ähnlichkeitsgesetzen auf die Hauptausführung übertragen werden. Damit lassen sich konstruktive Verbesserungen durchführen.
Mikroanalytische Untersuchungen des Ausscheidungsverhaltens in kommerziellen Alitier‐ und Chromalitierschutzschichten auf Nickelbasislegierungen und austenitischen Stählen
Authors: Fitzer E. , Mäurer H.‐J. 
Published: May 2005

AbstractMit Hilfe eines Elektronenstrahlmikroanalysators wurde das Ausscheidungs‐ und Diffusionsverhalten von kommerziell hergestellten Alitier‐ und Chromalitierschichten auf Nickelbasislegierungen und austenitischen Stählen untersucht. Dabei zeigte es sich, daß die geschützten Nickelbasislegierungen alle einen ähnlichen Schichtaufbau aufweisen: eine NiAl‐Außenschicht, die durch eine chromhaltige Zwischenschicht gegen den schmalen Al‐haltigen Mischkristall abgegrenzt ist. Bei den austenitischen Stählen tritt nur eine sehr schmale NiAl‐Zone auf, auf die ein ausgedehnter Al‐haltiger Mischkristallbereich folgt. Diese Schichten auf Eisenbasislegierungen sind durch eine Kirkendall‐Lochbildung vorgeschädigt. Eine der Alitierung vorangegangene Chromierung verhindert die Lochbildung, allerdings beeinflußt sie das Diffusionsverhalten der Schicht bei längerem Wärmebehandeln kaum. Bei den orientierenden Langzeitoxidationstests zeigt sich die überlegene Beständigkeit der alitierten‐ und chromalitierten Nickelbasislegierungen.
Die holographische Interferometrie – ein zerstörungsfreies Untersuchungsverfahren zer Früherkennung von Bauteilschäden
Authors: Wachutka H. , Fritzsch W. , Grünewald K. 
Published: May 2005

AbstractNach einer kurzen Einführung in die Grundlagen der holographischen Interferometrie wird die Anwendbarkeit des Verfahrens in der zerstörungsfreien Materialprüfung erlätert. Praktische Beispiele zu qualitativen und quantitativen Verformungsmessungen an Bauteilen unterschiedlichster Werkstoffe sowie metallischer und nichtmetallischer Fügungen zeigen die Möglichkeiten zur Früherkennung von Verarbeitungsfehlern und konstruktionsbedingten Schwachstellen sowie zur Bestimmung von Werkstoffkenngrößen.
Beitrag zum Lebensdauerverhalten und zur zerstörungsfreien Bewertung geschweißter und fehlerbehafteter ultrafester Stähle
Authors: Steffens H.‐D. , Echterhoff U. 
Published: May 2005

AbstractÜber den Einfluß von Schweißfehlern auf die Schwingfestigkeit von hochfesten geschweißten Sonderstählen und die dynamische Tragfähigkeit von Schweißverbindungen in Bauteilen ist wenig bekannt.Die Aufstellung eines Bewertungsmaßstabes für die Fehlereinflüsse zerstörungsfrei ermittelter Fehler nach Größe und Form war erforderlich.Über die Schaffung einer speziellen Herstellungsmethode für künstlich reproduzierbare Volumenfehler ließen sich Teilfragen, die den Abfall der Schwingfestigkeit durch Schweißgutfehler und deren Bewertbarkeit mittels zerstörungsfreier Prüfmethoden, insbesondere der radiografischen und ultraakustischen Untersuchungsmethoden, betrafen, beantworten.Danach sollten die Fehler anstelle der Relation von zulässiger Fehlergröße, bezogen auf die Wanddicke im untersuchten Bereich, besser auf eine Bezugsgröße auf der Basis eines zulässigen Fehlers im Verhältnis zum kritischen Fehler definiert werden. Durch die Einführung entsprechender Wichtungsfaktoren für im Schweißgut auftretende Fehler sollen erhebliche, bis zu 50% betragende Bewertungsunterschiede eliminiert werden.
Werkstoffanstrengung bei oszillierender Gleitbewegung
Authors: Broszeit E. , Heß F. J. , Kloos K. H. 
Published: May 2005

AbstractBei oszillierendem Bewegungsablauf in einem tribologischen System (z. B. Kolbenring‐ Zylinder) ändert sich die Schmierfilmhöhe über dem Hub in weiten Bereichen. Insbesondere durch die Bewegungsverhältnisse im Bereich der Totpunkte kann sich dort vielfach keit hydrodynamischer Schmierfilm ausbilden. Der dadurch bedingte Mischreibungszustand führt zu einer erhöhten Werkstoffbeanspruchung in den Totpunktbereichen. Die ständige änderung der Bewegungsrichtung hat zudem einen fortwährenden Wechsel der Beanspruchungsrichtung zur Folge. Die Werkstofanstrengung wird für verschiedene Lastannahmen ermittelt.
Zum Mechanismus der Wechselfestigkeitssteigerung durch Werkstoffverfestigung und Druckeigenspannungen nach einer Oberflächenbehandlung
Authors: Bahre K. 
Published: May 2005

AbstractEine universelle Möglichkeit, die Dauerhaltbarkeit von Bauteilen zu verbessern, bieten Oberflächenbehandlungsverfahren, die sowohl die Werkstoffhärte erhöhen als auch Druckeigenspannungen 1. Art in der Randschicht erzeugen. Im Gegensatz zu der im älteren Schrifttum oft vertreten Ansicht, nach der entweder der eine oder der andere Einfluß für den Mechanismus der Wechselfestigkeitssteigerung verantwortlich sein soll, zeigt sich, daß in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie beide Faktoren zusammenwirken. Die Härtesteigerung beeinflußt vornehmlich die Anrißdauerfestigkeit und bestimmt damit das Verhalten glatter Teile; Druckeigenspannungen, sofern sie nicht abgebaut werden, leisten einen geringeren Beitrag. Bei gekerbten Proben ausreichend hoher Formzahl wird der Dauerbruch durch die Rißausbreitungsbedingungen festgelegt, die in entscheidender Weise von Mittelspannungen abhängen. Die Härtesteigerung erhöht zwar proportional zum 1/αk‐fachen Teil der Wechselfestigkeit glatter Proben die Beständigkeit gegen die Bildung von Anrissen, diese bleiben aber stehen, sofern nicht eine durch Druckmittelspannungen heraufsetzbare Mindestwechselspannung überschritten wird. Der von Formzahl, Höhe der Druckeigenspannungen und Härte abhängige Übergang von Anrißbildung zu Rißfortschritt als Kriterium für die zum Bruch führende Wechselspannung kann in Dauerfestigkeitsschaubildern abgelesen werden, die für Werkstoffe homogener Festigkeit aufgestellt werden, die aber ebenso für oberflächenverfestigte Proben gelten.
Einfluß des Gefügezustandes auf die mechanischen Eigenschaften von (α + β)‐ Titanlegierungen
Authors: Zwicker Ulrich 
Published: May 2005

AbstractDie Anteile des α‐ und β‐Titanmischkristalls in (α + β)‐Titanlegierungen können z. B. bei der Legierung TiAl6 V4 in großen Bereichen durch Wärmebehandlung variiert werden. Bei jeder Temperatur stellt sich z. B. bei TiAl6 V4 ein bestimmtes Verhältnis zwischen α und β ein, wobei sich die Legierungskonzentration in den einzelnen Phasenanteilen ändert, bis oberhalb etwa 970 °C die reine β‐Phase vorliegt. Beimengungen wie Eisen, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff verändern die Umwandlungstemperatur und auch die Anteile der jeweiligen Phasen. Die mechanischen Eigenschaften werden durch das Gefüge entscheidend beeinflußt. Sowohl der β‐Mischkristall wie auch der α‐Mischkristall können von hoher Temperatur abgeschreckt und bei tiefen Temperaturen zum Zerfall gebracht werden, so daß dadurch weitere Zwischenphasen, wie die ω‐Phase im β‐Mischkristall und die α2‐Phase im α‐Mischkristall ausgeschieden werden. Der α‐Mischkristall weist eine starke Anisotropie auf, so daß mit Textur behaftete Proben eine Richtungsabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften aufweisen. Ausgehend von diesen Grundlagen wird gezeigt, wie sich diese Gefügezustände auf die mechanischen Eigenschaften insbesondere bei schwingender Beanspruchung auswirken.