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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
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Stahl
EH36-15I
homog.
GW
HLSV
Anzahl
SE(B)13x26 13.0 13.0 26.0 0.5 - 28 x x
SE(B)13x26 13.0 13.0 26.0 0.2 - 10 x x
EH36-20F 0.8C(T) 17.0 13.6 40.0 0.5 - 6 x -
EH36-20I
RQT701-15I
Probentyp
Dicke B B
[mm]
Dicke B N
[mm]
Breite W
[mm]
0.8C(T) 17.0 13.6 40.0 0.5 - 7 x -
SE(B)18x36 17.5 17.5 36.0 0.5 - 33 x x
SE(B)18x36 17.5 17.5 36.0 0.2 - 7 x x
0.5C(T) 12.5 10.0 25.0 0.5 22 12 x x
SE(B)13x13 13.0 10.4 13.0 0.5 14 8 x x
SE(B)13x13 13.0 10.4 13.0 0.2 12 8 x x
RQT701-20F 0.8C(T) 17.0 13.6 40.0 0.5 - 10 x -
RQT701-20I 0.8C(T) 17.0 13.6 40.0 0.5 - 6 x -
a/W
Tabelle 6.1: Versuchsplan für die Analyse des spröden Bruchverhaltens
6.1 Anwendung des Mastercurve Konzepts
Das Mastercurve Konzept nach ASTM E 1921-97 basiert auf einer statistischen Auswertung der KJmat-
Werte in der Tieflage und im Übergangsbereich. Als Ergebnis werden die Referenztemperatur T0 und
die Versagenswahrscheinlichkeiten (5%, 50% und 95%) bestimmt. In Bild 6.1 bis Bild 6.16 sind die
Ergebnisse für die HLSV der untersuchten Stähle und den GW von RQT701-15I dargestellt.
Die Versuchsdurchführung erfolgt auf derselben Universalprüfmaschine wie bei den Versuchen im
Kapitel 4. Bei allen Bruchmechanikproben mit der HLSV befindet sich der Ermüdungsanfangsriss in
der Mitte des SG. Die ermittelten Zähigkeitskennwerte KJmat erhalten die Indizes in Abhängigkeit von
dem Versagensmechanismus. Die Indizes c, i, u stehen für Spaltbruch, Gleitbruchinitiierung und
Mischbruch (Gleitbruchinitiierung vor der Instabilität durch Spaltbruch). Wird im Versuch ein
Kraftmaximum durchlaufen, so wird der Zähigkeitskennwert beim Kraftmaximum mit dem Index
„max“ bezeichnet. Das Auftreten der lokalen Spaltbrüche wird mit der Markierung „pop-in“ im
Mastercurve Diagramm versehen.
Für den SG von EH36-15I wird die Referenztemperatur von T0=-69.7°C mittels 22 Proben unter 6
verschiedenen Temperaturen (-100°C, -60°C, -40°C, -20°C, 0°C und 20°C) bestimmt, s. Bild 6.1.
Werden für die Bestimmung der Referenztemperatur nur die Ergebnisse der Versuche unter der
Temperatur von -100°C herangezogen, so verschiebt sich die Temperatur T0 um -5K. Bei der
Auswertung der Ergebnisse, die sich bei -60°C ergeben, steigt die Temperatur hingegen um +1K. Von
insgesamt 7 Proben, die unter -60°C geprüft werden, tritt bei 4 Proben nach einem stabilen
Risswachstum von maximal 0.1mm das spröde Versagen ein. Mit steigender Temperatur nimmt die
Streuung der Zähigkeitskennwerte für das SG im Übergangsbereich zu, wobei die Hochlage bei
Raumtemperatur (+20°C) noch nicht erreicht wird. Wie bereits im Kapitel 4 gezeigt wird, führt die
Entfernung der Seitenkerben bei C(T)-Proben zum Auswandern des Risses (RA) aus dem SG in den
GW. Ebenfalls wird das RA bei den nicht seitengekerbten SE(B)-Proben mit einem duktilen Riss von
MC
FEM