Entwicklung einer Ausgleichsfunktion zur Beschreibung des spröd-duktilen Übergangsbereichs im Kerbschlagbiegeversuch für strahlgeschweißte, vergütete Feinkornbaustähle

Hesse, A.; Nitschke-Pagel, Th.; Dilger, K.

Strahlschweißungen in Baustählen können im Kerbschlagbiegeversuch mit einer Kerblage in der Schweißnaht ein temperaturabhängiges Rissauswandern zeigen. In der Tieflage und im unteren Übergangsbereich der Kerbschlagzähigkeits-Temperatur-Kurve breitet sich der Riss im Versuch in der Schweißnaht aus, wandert aber mit steigender Prüftemperatur vermehrt in den Bereich der Fusionslinie oder den Grundwerkstoff aus. Für die normgerecht Bewertung der Zähigkeit der Schweißnaht eignen sich jedoch nur Versuchsergebnisse mit einheitlichem Rissverlauf. Für die vorgestellten Untersuchungen werden vergütete Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen zwischen 690 MPa und 1300 MPa mittels Laser- und Elektronenstrahl gefügt und anschließend Kerbschlagbiegeversuche an Proben mit einer Kerblage in der Schweißnaht zur Ermittlung von Kerbschlagzähigkeits-Temperatur-Kurven durchgeführt. Um einen ausgewählten Bereich der Kerbschlagzähigkeits-Temperatur-Kurven mit hoher Genauigkeit zu beschreiben, werden für die Auswertung nur Proben mit einem Bruchverlauf in der Schweißnaht herangezogen. In der Regel decken diese Proben den spröd-duktilen Übergangsbereich ab, der zur Bestimmung wichtiger Kennwerte beschrieben werden muss. Ein Beispiel hierfür ist die T35J/cm²-Temperatur, bei welcher eine Kerbschlagzähigkeit von 35 J/cm² erreicht wird. Die Ergebnisse zeigen, dass der lokale Anstieg der Kerbschlagzähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich für die untersuchten Probenreihen ähnlich ist, lediglich die Position auf der Temperaturachse variiert. Durch Normieren der verschiedenen Kerbschlagzähigkeits-Temperatur-Kurven auf eine Referenztemperatur kann eine gemeinsame Ausgleichsfunktion ermittelt werden. Die Entwicklung dieser Funktion trägt dazu bei, die Probenanzahl zur Ermittlung von Kerbschlagzähigkeits-Temperatur-Kurven künftig zu reduzieren, bei einer gleichbleibend hohen Genauigkeit bei der Bestimmung einschlägiger Parameter, wie der T35J/cm²-Temperatur.

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Hesse, A. / Nitschke-Pagel, Th. / Dilger, K.: Entwicklung einer Ausgleichsfunktion zur Beschreibung des spröd-duktilen Übergangsbereichs im Kerbschlagbiegeversuch für strahlgeschweißte, vergütete Feinkornbaustähle. Düren 2021. Shaker.

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