Servohydraulisches Axial-Torsional-Prüfsystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das servohydraulische Prüfsystem wurde insbesondere zur Charakterisierung des Werkstoffverhaltens bei mehrachsiger Beanspruchung eingesetzt. Zunächst wurde getestet, inwiefern die Geometrie der verwendeten Proben die ermittelten Festigkeits- und Verformungs- kennwerte beeinflusst. Dabei erwiesen sich Proben mit der in Abb. 3 gezeigten Geometrie und einer Wanddicke von 1,25 mm als optimal. Unter Verwendung dieser Probengeometrie wurden die Fließorte des metastabilen austenitischen Stahls X2CrNi18-10 bei verschiedenen γ/ε-Verhältnissen im positiven Spannungsquadranten bei quasi-statischer Beanspruchungsgeschwindigkeit bestimmt. Bei Raumtemperatur zeigte sich hier eine gute Übereinstimmung der experimentell ermittelten Fließpunkte mit der Vergleichsspannungshypothese nach von Mises), wohingegen das Fließverhalten des Stahls bei Prüftemperaturen von -20 °C besser mit der isotropen Fließhypothese von Hosford beschrieben werden kann. Mit steigender einsinniger Vorverformung der Proben konnte ein zunehmend anisotropes Fließverhalten des X2CrNi18-10 nachgewiesen werden, so dass bei 20 % Vorverformung nur anisotrope Fließhypothesen (wie z. B. Hosford) angewendet werden können. Ebenso wiesen auch die Folgefließortkurven des vorverformten X2CrNi18-10 eine leichte Anisotropie bzw. eine Abhängigkeit vom γ/ε-Verhältnis (γ - Scherung / ϵ - Dehnung) auf: Bei identischer Vergleichsdehnung zeigte der Werkstoff bei überwiegender axialer Beanspruchung eine größere Kaltverfestigung, wohingegen die Verfestigung bei überwiegend torsionaler Beanspruchung etwas geringer ausgefallen ist. Im Gegensatz dazu wiesen die vergleichend am normalgeglühten Vergütungsstahl C35 ermittelten Fließortkurven keine Anisotropie auf, sondern eine gute Übereinstimmung mit den Fließhypothesen nach Tresca und von Mises. Auch konnte ein isotropes, vom Spannungszustand unabhängiges Verfestigungsverhalten des C35 nachgewiesen werden, so dass auch die Folgefließortkurven mit isotropen Fließhypothesen beschreibbar sind. Demgegenüber wurde ein erheblicher Einfluss des eingestellten γ/ε-Verhältnisses auf die Ausprägung der oberen Streckgrenze des Vergütungsstahls C35 nachgewiesen). Ferner wurde das Prüfsystem für Bruchzähigkeitsversuche und für Versuche, welche die Messung akustischer Emissionen beinhalten, genutzt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Fracture toughness of high-alloy austenitic-martensitic TRIP steels after Q&P processing. International Journal of Fracture, 215(1-2), 139-151.
Eckner, R.; Krüger, L.; Ullrich, C.; Wendler, M. & Volkova, O.
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Influence of Work‐Hardening and Lower Temperatures on the Yield Stress of Austenitic Stainless Steel X2CrNi18‐10 under Combined Tension‐Torsion Loading. Advanced Engineering Materials, 21(5).
Krause, Daniel; Eckner, Ralf & Krüger, Lutz
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AE analysis of damage processes in cast iron and high-strength steel at different temperatures and loading rates. Engineering Fracture Mechanics, 210, 320-341.
Kietov, Volodymyr; Henschel, Sebastian & Krüger, Lutz
