Fachartikel

Die Zähigkeitscharakterisierung im Kerbschlagbiege- und Bruchmechanikversuch: Über die Ursachen von unterschiedlichen Übergangstemperaturen
von Sebastian Münstermann, Junhe Lian und Benedikt Döbereiner, Aachen

Zur Bewertung der Zähigkeit von Gusseisenlegierungen werden in der Regel Kerbschlagbiege- und Bruchmechanikversuche herangezogen. Die stark voneinander abweichenden Ergebnisse dieser beiden Versuchstechniken, insbesondere im Übergangsbereich zwischen Hoch- und Tieflage, führen bei vielen Konstrukteuren und Berechnungsingenieuren allerdings zu Unsicherheiten hinsichtlich der Bauteilsicherheit. Im vorliegenden Beitrag werden deshalb mit Hilfe von schädigungsmechanischen Untersuchungen die wesentlichen Gründe für die unterschiedlichen Aussagen der beiden Versuchsarten identifiziert.

Einfluss der Temperatur auf die Bruchflächenausbildung von Kerbschlagbiegeproben aus Experiment und Simulation. Die Farbcodierung kennzeichnet die vorliegende plastische Vergleichsdehnung.
Bild: Einfluss der Temperatur auf die Bruchflächenausbildung von Kerbschlagbiegeproben aus Experiment und Simulation. Die Farbcodierung kennzeichnet die vorliegende plastische Vergleichsdehnung. Foto: IEHK, RWTH Aachen

Unter Verwendung des hier beschriebenen kalibrierten Modells wurden einige der Bruchmechanik- und Kerbschlagbiegeversuche simuliert, welche zur Bestimmung der Übergangskuren durchgeführt wurden. Die Simulationen der Kerbschlagbiegeversuche erfolgten für die Temperaturen 50, 20, -20, -40 und -140 °C, weil diese Temperaturen den Bereichen der Hochlage, des Übergangsgebietes und der Tieflage zuzuordnen sind. Die Simulationen der Bruchmechanikversuche erfolgten für -140, -80, -60, -40 und 20 °C. Es konnten die Übergangskurven mit guter Genauigkeit von den Simulationsergebnissen beschrieben werden. Dies belegt die grundsätzliche Anwendbarkeit des Modells zur Zähigkeitscharakterisierung. Darüber hinaus ergibt sich hieraus, dass sich die Ursachen für die Diskrepanz der Übergangstemperaturen bereits aus den eingesetzten Materialparametern ableiten lassen müssen.

Dr.-Ing. Sebastian Münstermann, M.Sc. Junhe Lian und M.Sc. Benedikt Döbereiner, RWTH Aachen, Institut für Eisenhüttenkunde


Download des Gesamtbeitrages

pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 5/2015 Seiten 30-37
© Giesserei-Verlag GmbH Düsseldorf
Die Datei ist ausschließlich zur persönlichen Nutzung bestimmt, das Einstellen ins Internet und jegliche andere Art der Verbreitung, insbesondere eine Nutzung zu Werbezwecken, ist nicht gestattet.


Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie, Redaktion kug.bdguss.de 2015 ®