Untersuchungen zum Einfluss der Probengeometrie auf das zyklische Rissfortschrittsverhalten

Bruchmechanischen Berechnungen von zyklisch beanspruchten Bauteilen liegen Risswachstumskurven zu Grunde, welche an Standardproben experimentell ermittelt werden. Die Übertragbarkeit der Werkstoffkennwerte auf das Bauteil ist allerdings nur eingeschränkt möglich, wenn sich lokale Spannungszustände an der Rissspitze in der Probe und im Bauteil deutlich unterscheiden. So wurden in einer Versuchsreihe an Radsatzwellenwerkstoffen erhebliche Abweichungen der Rissfortschrittsraten in Standard- sowie bauteilähnlichen Proben festgestellt, deren Aufklärung für die Übertragbarkeit von ermittelten Werkstoffkennwerten auf das Bauteilverhalten erforderlich ist. Vor diesem Hintergrund werden im vorliegenden Beitrag ergänzende experimentelle und analytische Untersuchungen am Werkstoff 25CrMo4 (A4T) vorge stellt. Diese umfassen die Ermittlung von zyklischen Rissfortschrittskurven an Standardproben sowie an Rund- und Flachproben mit halbelliptischen Oberflächenrissen. Die Ergebnisse lassen sich entsprechend der Spannungsmehrachsigkeit vor der Rissspitze einordnen und geben Hinweise auf mögliche Konservativitäten bei der Bewertung von Bauteilen mit Oberflächenfehlern.