Vergleich der Beurteilung der Zähigkeitsanforderung zur Vermeidung von Sprödbruch nach konventionellen Prüfverfahren und nach der Bruchmechanik
(German)
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Im Forschungsvorhaben sollte ein Beitrag zur Gewährleistung der Sicherheit von Bauteilen aus Stahl gegen Sprödbruch geleistet werden unter Verwendung des Eurocode 3 und anderer bruchmechanischer Versagenskonzepte. Dabei stand die Beurteilung der Übertragbarkeit von Kennwerten aus dem Kerbschlagbiege- und dem Bruchmechanikversuch im Vordergrund. Es sollte gezeigt werden, inwieweit der billige und mit wenig Aufwand durchführbare Kerbschlagbiegeversuch eine Beurteilung nach bruchmechanischen Maßstäben zuläßt. Dazu wurde eine Auswahl von Stählen mit Festigkeiten von 270 MPa bis 800 MPa (St 37-3, StE 48 TM, StE 690 WV, 15 MnNi 6 3, StE 36) unterschiedlicher Probengeometrien (CT, ISO-V, CNT) und -abmessungen in kompletten Temperaturserien untersucht. Eine Überprüfung des sicherheitstechnischen Konzeptes des Eurocode 3 und der in ihm eingearbeiteten Verfahren nach Sanz und CEGB-R6 mit den gemessenen Ergebnisse aus bruchmechanischen Versuchsreihen ergab unterschiedliche Resultate. Während die R6-Methode eine zufriedenstellende Beurteilung des Bauteilverhaltens lieferte, wurden mit der Sanz-Korrelation und dem Eurocode 3 in den meisten Fällen zu tiefe minimale Einsatztemperaturen ermittelt. Der Vergleich der Kennwerte aus dem Bruchmechanik- und dem Kerbschlagbiegeversuch, sowie von Ergebnisse aus dem Zugversuch, ließ erkennen, daß verschiedene Korrelationen möglich sind. So lassen sich der Bereich für kritische J-Integralwerte, die Steigung der J-Integral-Temperatur-Kurve und der Rißwiderstandskurve mit Hilfe von Größen aus dem Kerbschlagbiegeversuch ermitteln. Weiterhin konnte die Ermittlung von dynamischen Rißwiderstandskurven aus dem Kerbschlagbiegeversuch gezeigt werden. Die Bruchmechanikversuche mit Proben unterschiedlicher Abmessungen haben gezeigt, daß der Geometrieeinfluß, verursacht durch den stark veränderten Spannungszustand, groß ist.
Vergleich der Beurteilung der Zähigkeitsanforderung zur Vermeidung von Sprödbruch nach konventionellen Prüfverfahren und nach der Bruchmechanik
Additional title:
Investigation of toughness requirements to avoid brittle failure of steel components by comparing charpy impact testing results with fracture mechanics testing data