Zur Bruchzähigkeit strahlgeschweißter hochfester Feinkornbaustähle
Ann-Christin Hesse
Hochfeste Stähle finden zunehmend Verwendung, z.B. im Mobilkranbau. Um die strukturelle Integrität dieser Bauwerke auch bei niedrigen Temperaturen und mehrachsigen Spannungszuständen zu gewährleisten, muss eine ausreichende Zähigkeit sichergestellt werden. Hierzu ist sowohl die Beschreibung der temperaturabhängigen Zähigkeitskennwerte, als auch ein Verständnis der Faktoren unabdingbar, welche die Zähigkeit bestimmen.
Die vorliegende Arbeit widmet sich der Charakterisierung und einheitlichen Beschreibung der Zähigkeit laser- und elektronenstrahlgeschweißter, hochfester Feinkornbaustähle. Die Charakterisierung der Zähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich wird mittels Kerbschlagbiege- und Bruchmechanikversuchen durchgeführt.
Zu den wesentlichen Erkenntnissen im Bereich der Kerbschlagbiegeversuche zählt die Ermittlung eines einheitlichen Kurvenverlaufs im spröd-duktilen Übergangsbereich. Dieser einheitliche Verlauf kann genutzt werden, um die Sicherheit bei der Bestimmung charakteristischer Werte im spröd-duktilen Übergangsbereich zu erhöhen.
Aus den Bruchmechanikversuchen lässt sich ebenfalls ein einheitlicher Verlauf der Bruchzähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich ableiten, analog zur normierten Master Curve.
Darüber hinaus kann eine Temperaturkorrelation zwischen dem Kerbschlagbiegeversuch und dem Bruchmechanikversuch aufgezeigt werden. Die hier gefundene Korrelation bildet ein wichtiges Instrument, um hochfeste, strahlgeschweißte Stähle zukünftig normativ einfacher verankern zu können.
Ferner werden Faktoren identifiziert, welche sich auf die Zähigkeit auswirken. Es zeigt sich, dass das initiale Versagen von überdurchschnittlich großen Körnern ausgeht. Die Kontrolle der Korngröße ist somit ein probates Mittel, um die Zähigkeit zu steigern.
