Vorhersage der Größe und der Lage bruchrelevanter Defekte von im VHCF-Bereich ermüdeter Proben auf Basis metallographischer Untersuchungen

Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Werkstoffqualität in Bezug auf die Größenverteilung und räumliche Verteilung der Defekte und der Größe bzw. Lage der bruchinitiierenden Defekte, welche die Lebensdauer von Bauteilen im Bereich sehr hoher Ermüdungszyklenzahlen (engl. VHCF) bestimmen. Zu diesem Zweck wurde die Qualität des metastabilen Austenitstahls 1.4301 anhand von metallographischen Untersuchungen charakterisiert. Dafür wurden Längs- und Querschliffe aus einem Stahlblech entnommen und die Größe und die Lage aller Defekte gemessen. Aufgrund der ermittelten metallographischen Informationen wurde ein statistisches Modell der Defektverteilung erstellt. Auf der Basis dieses Modells sowie der Spannungsverteilung im höchstbeanspruchten Bereich der verwendeten Ermüdungsproben konnte die Verteilung der Größe und der Lage der für das Ermüdungsversagen relevanten Einschlüsse vorhergesagt werden. Die Ergebnisse der Modellierung sind in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Beobachtungen zu den Rissinitiierungsorten von Proben, die unter VHCF-Bedingungen versagten.