Untersuchung der Werkstoffgesetze von S460 N und S460M während einer Brandeinwirkung, v.a. in instationären Warmkriechversuchen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr.-Ing. Christina Berger; Professor Dr.-Ing. Jörg Lange
• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 107826697

Die Kenntnis der Werkstoffgesetze bei höheren Temperaturen ist entscheidend für die Beurteilung der Standsicherheit von Stahlkonstruktionen im Brandfall. Durch gezielte experimentelle Untersuchungen, v. a. in Form instationärer Warmkriechversuche, an hochfesten Feinkornbaustählen S460 sollen die Werkstoffgesetze unter kurzzeitiger Temperaturbeanspruchung bestimmt werden. Hierbei werden in einem ersten Arbeitsschritt insbesondere der Einfluss des Lieferzustandes sowie der chemischen Zusammensetzung und einzelner Legierungselemente herausgearbeitet. Anschließend werden die Ergebnisse zwecks zukünftiger Verwendung als Bemessungsgrundlage für den Brandfall in analytische Formulierungen überführt. Der zweite Arbeitsschritt widmet sich der Untersuchung des zeitabhängigen Materialverhaltens bei hohen Temperaturen. Hierzu werden Versuche mit unterschiedlichen Aufheizgeschwindigkeiten durchgeführt. Zum einen wird auf mikroskopischer Ebene durch das Anfertigen von Schliffbildern der daraus resultierende Einfluss auf die Gefügestruktur des Werkstoffs sichtbar gemacht. Zum anderen wird unter Verwendung geeigneter analytischer Ansätze der zeitabhängige Dehnungsanteil (Kriechdehnung) quantifiziert, so dass die Werkstoffgesetze unter Berücksichtigung des Aufheizverlaufes formuliert werden können. Diese spezielle Baustahlart steht im Zentrum der Überlegungen, da über Feinkornstähle unter Brandeinwirkung bisher nur sehr wenige Informationen vorliegen. Insbesondere das Kriechen unter den instationären Bedingungen eines Brandes ist für diese Stähle noch nicht analysiert. Die Methode der Feinkornhärtung ist zudem bei hohen Temperaturen nicht mehr wirksam bzw. sogar als schädlich einzustufen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen