Zur Modifikation von Masterkurven für die Bruchzähigkeit bei erhöhten Belastungsraten

Die Bestimmung der Bruchzähigkeit von Reaktordruckbehälterstählen basiert heute oft auf dem Masterkurven-Konzept von Wallin [1]. Die Form der Bruchzähigkeits-Temperatur-Kurve sowie die statistische Verteilung der Kennwerte sind in dieser Auswertung mit jeweils einem konstanten Parameter festgelegt. Basierend auf diesem Masterkurven-Konzept wurden dynamische Bruchmechanik-Versuche bei mittleren und hohen Belastungsraten bis zu dK/dt = 10(6) Mpa m s(-1) und bei mehreren Prüftemperaturen nach ASTM E 1921 [2] durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bruchzähigkeits-Temperatur-Kennwerte bei dynamischer Belastung steiler ansteigen als bei quasistatischer Belastung. Ein Grund dafür ist wahrscheinlich die zu berücksichtigende adiabatische Erwärmung an der Rissspitze. Erste vorläufige Messungen der Rissspitzenerwärmung mit einer Hochgeschwindigkeits-IR-Kamera und FE-Simulationen bestätigen diesen Effekt, der zumindest teilweise den steileren Verlauf erklärt und eine Modifikation dynamischer Master-Kurven erfordert.