Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

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Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

Abbildung 2:

Bruchzähigkeiten K Jc(1T)

aller geprüften T-Sorientierten

SE(B)-

Proben in Abhängigkeit

von der auf die T 0 der

jeweiligen Dickenposition

normierten Prüftemperatur

T 0

K Jc(1T) Werte

Probenorientierung

mittel σ K min max ∆ N r < 2 % > 98 %

°C

°C °C K

T-L -86,8 11,2 -108,7 -69,7 39,0 325 304 9 (2,8%) 13 (4,0%)

T-S -93,3 10,2 -113,5 -71,8 41,7 320 264 19 (5,9%) 22 (6,9%)

N Anzahl der geprüften Proben

r Anzahl der geprüften Proben mit einem gültigen K Jc -Wert

Tabelle1:

Mittelwerte der T 0

ermittelt mit T-L- und

T-S-orientierten

0,4T-SE(B)-Proben von

jeweils 24 Testserien

(Dickenpositionen von

16 mm bis 253 mm).

richtszeitraum erhaltenen erweitert und ergänzt

und im Folgenden als Gesamtheit dargestellt und

diskutiert.

Einfluss der Probenorientierung und -lage

auf die Referenztemperatur T 0 und die ISO-V

Übergangstemperatur

In der TAB. 1 sind die Ergebnisse der Prüfung der

T-L- und T-S-orientierten 0,4T-SE(B)-Proben zusammengefasst.

ABB. 1 und ABB. 2 zeigen die auf eine

Probendicke von 1T (25,4 mm) umgerechneten

Bruchzähigkeitswerte K Jc(1T) der T-L- und T-S-orientierten

0,4T-SE(B)-Proben in Abhängigkeit von

der auf die T 0 der jeweiligen Dickenposition normierten

Prüftemperatur (T–T 0 ). Mit den T-L-orientierten

0,4T-SE(B) wurde im Vergleich zur T-S-Orientierung

eine im Mittel 7 K höhere T 0 ermittelt.

Obwohl diese Proben ein aus mehreren Schweisslagen

bestehendes und damit inhomogenes Gefüge

entlang der Rissfront aufweisen (ABB. 3),

ist die Streuung der K Jc(1T) -Werte von T-L- im Vergleich

zu den T-S-orientierten Proben geringer, wobei

93% der Werte innerhalb der Bruchzähigkeitskurven

für 2 und 98% Bruchwahrscheinlichkeit

liegen (TAB. 1). Obwohl die T-S-orientierten Proben

ein makroskopisch homogenes Gefüge entlang

der Rissfront aufweisen (ABB. 4), liegen nur

87% der K Jc(1T) -Werte in diesem Bereich (TAB. 1).

Bei 13 von 24 Testserien (Dickenpositionen) der T-

S-orientierten SE(B)-Proben liegt mehr als ein K Jc(1T) -

Wert ausserhalb der Bruchzähigkeitskurven für 2%

und 98% Bruchwahrscheinlichkeit. Diese Testserien

werden entsprechend ASTM E1921 [4] als inhomogen

betrachtet und liefern keine gültige T 0 .

Bei T-L-orientierten Proben ist dies nur bei 5 von 24

Testserien der Fall.

Der Prüfstandard ASTM E1921 [4] ist für ferritische

Stähle mit einem makroskopisch homogenen Gefüge

gültig. Wie beispielhaft in ABB. 3 dargestellt,

ist dies für die T-L-orientierten SE(B)-Proben

nicht der Fall, da die Ausgangsrissfront mehrere

Schweiss lagen umfasst. Die T-S-orientierten SE(B)-

Proben weisen ein homogenes Gefüge entlang

der Rissfront auf. Hier ist das Gefüge auf Grund

der Schweissraupen in Dickenrichtung inhomogen

(ABB. 4) und kann die Rissinitiierung beeinflussen,

wenn die Initiierungsorte in unterschiedlichem Abstand

von der Ermüdungsrissfront liegen. Das ist

insbesondere bei Bruchzähigkeiten nahe der Messkapazität

der Probe (K Jc(limit) nach ASTM E1921 [4])

der Fall, wo das Spannungsfeld weit in das Probenligament

hineinreicht und Bereiche mit unterschiedlichem

Gefüge umfasst.

Das makroskopisch inhomogene Gefüge der T-Lorientierten

Proben führt zu der Annahme, dass

die Rissinitiierung in bevorzugten Bereichen des

Gefüges erfolgt. Fraktografische und metallografische

Untersuchungen an Proben von unterschiedlichen

Dickenpositionen bestätigten diese

Annahme nicht [12]. Um den Einfluss der Prüftemperatur

auf die Position der Rissinitiierung auszuschliessen,

wurden zusätzliche Tests bei gleicher

Abbildung 1:

Bruchzähigkeiten K Jc(1T)

aller geprüften T-Lorientierten

SE(B)-

Proben in Abhängigkeit

von der auf die T 0 der

jeweiligen Dickenposition

normierten Prüftemperatur.

ENSI Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 159

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