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4. Experimentelle Datenbasis
Zusätzlich werden für den Stahl RQT701-15I Mikroflachzugproben (Micro-Flat-Tensile, MFT) von
1mm Dicke, 2.5 mm Breite und 10 mm Messlänge hergestellt, um die mechanischen Eigenschaften der
WEZ zu ermitteln. Die Entnahme von MFT Proben erfolgt mittels Drahterosion in der Längsrichtung
und einem Winkel von 45°, der ungefähr dem Orientierungswinkel der WEZ entspricht. Die
Probenherstellung erfordert neben dem funkerosiven Trennen und dem beidseitigen Schleifen für die
Einstellung der Probendicke auch das elektrolytische Polieren, um durch das Schleifen verfestigte
Oberflächenschicht zu entfernen [HEU86]. Die Ergebnisse aus [HEU86] und [KOC98] zeigen, dass
eine empirische Beziehung zwischen den Kennwerten (Rel, Rm), die aus dem MFT Proben ermittelt
werden, und den Härtewerten möglich ist.
Da die gesamte WEZ 1mm breit ist, können keine Kennwerte mit den 1mm dicken MFT Proben für
GKZ und FKZ ermittelt werden. Die erste Probe, die aus der WEZ entnommen wird, ist in Bild 4.17
mit „Nr. 0(WEZ)“ gekennzeichnet. Die weiteren Proben werden rechts (R) und links (L) von der
Bezugsprobe in die Richtung des GW und SG herausgeschnitten. Die Streckgrenze für WEZ, die sich
aus der Prüfung der Probe „Nr. 0(WEZ)“ ergibt, ist ca. 2% höher als für GW. Diese Probe erfasst die
komplette WEZ mit der im Vergleich zu GW niedrigfestere Feinkorn- und höherfestere Grobkornzone.
Die weiteren Kennwerte in Richtung des SG weisen weder einen monotonen Anstieg noch eine
Sättigung auf. So ergeben sich mit der SG Probe ("Nr. 1L(SG)"), die direkt neben der WEZ Probe liegt,
die Kennwerte fast in der Höhe der mit 3x15 Proben ermittelten Kennwerte für das SG. Mit der
nächsten Probe Richtung SG fallen die Spannungswerte um ca. 13% deutlich ab. Die Streuung der
Werte deutet auf die Heterogenität der mechanischen Eigenschaften in der Schweißverbindung hin. Im
Hinblick auf den Härteverlauf bei dem Stahl RQT701-20I wird die höchste Festigkeit in der WEZ und
eine ähnliche Festigkeit im GW und der Decklage erwartet.
Spannung [MPa]
42
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Nr. 1R(GW)
8x40(GW)
Nr. 0(WEZ)
Nr. 1L(SG)
Nr. 2L(SG)
Nr. 3L(SG)
3x15(SG)
0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0
Dehnung [%]
15
Bild 4.17: Die konventionelle Spannungs-Dehnungs-Kurven für verschiedene Materialzonen,
RQT701-15
Die gute Übereinstimmung zwischen den Spannungs-Dehnungskurven, die sich aus den Zugversuchen
an den MFT und entsprechenden Versuchen an den 8x40 und 3x15 Rundzugproben ergeben, bestätigen
die Genauigkeit der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften mittels MFT Proben. Die größten
Unterschiede zwischen den Ergebnissen beziehen sich auf die Dehnungswerte. Die Bruchdehnungen
30
GW
WEZ
SG
MFT
1.0
[mm]