TY  - THES
AB  - Diese Dissertationsschrift leistet einen Beitrag zur Aufklärung der Ermüdungsmechanismen in zweiphasigen metallischen Werkstoffen bei niedrigen Spannungsamplituden bis in den Bereich sehr hoher Lastzyklenzahlen. Die am Beispiel eines austenitisch-ferritischen Duplex-Edelstahls durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass plastische Verformung, die sich in Form von Gleitbändern und -spuren äußert, bei niedrigen Spannungsamplituden überwiegend in der austenitischen Phase auftritt. Häufig werden an Kreuzungspunkten zwischen derartigen Austenit-Gleitspuren und Phasengrenzen, infolge des Aufstaus von Versetzungen gegen die Phasengrenze, Spannungskonzentrationen hervorgerufen, die zur Bildung von Risskeimen führen können. Daraus resultierende kurze Ermüdungsrisse bleiben oft inmitten des ersten Kornes dauerhaft stehen, ohne dass sie mit einer mikrostrukturellen Barriere, wie beispielsweise einer Korn- oder Phasengrenze, wechselwirken. Der Grund hierfür liegt in der inhomogenen Spannungsverteilung in den Körnern aufgrund von anisotropen elastischen Eigenschaften und Eigenspannungen. Hierdurch kann die Schubspannung an der Rissspitze entlang des potenziellen Risspfades stärker absinken, als sie durch das Wachsen des Risses ansteigt. Dies kann zu einem vollständigen Abbau des irreversiblen Anteils der zyklischen Versetzungsbe-wegung an der Rissspitze führen, wobei dieser irreversible Anteil die treibende Kraft für das Kurzrisswachstum darstellt. Darüber hinaus können kurze Ermüdungsrisse durch Korn- oder Phasengrenzen (i) abgebremst, (ii) temporär aufgehalten oder gar (iii) dauerhaft gestoppt werden, was von den kristallografischen Orientierungsunterschieden zwischen dem Korn vor und hinter der Korn- bzw. Phasengrenze abhängt. Unter Berücksichtigung von anisotroper Elastizität, Kristallplastizität sowie fertigungs- und wärmebehandlungsbedingten Eigenspannungen wurden die experimentell aufgedeckten Mechanismen der Risskeimbildung und des mikrostrukturdominierten Kurzrisswachstums numerisch nachgebildet. Mit Hilfe des entwickelten Simulationsmodells konnte gezeigt werden, dass neben der anisotropen Elastizität der Körner und eventuell vorliegenden Eigenspannungen, insbesondere die dreidimensionale Geometrie der Mikrostruktur einen signifikanten Einfluss auf die Ermüdungsschädigungsentwicklung hat.
AU  - Dönges, Benjamin
DA  - 2017
KW  - Materialermüdung
LA  - ger
PY  - 2017
TI  - Ermüdungsmechanismen eines Duplexstahls bei niedrigen Spannungsamplituden : experimentelle Charakterisierung und modellmäßige Beschreibung des Einflusses der Mikrostruktur auf die Lebensdauer
TT  - Fatigue mechanisms of a duplex stainless steel at low stress amplitudes
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-12100
Y2  - 2024-11-22T03:26:38
ER  -