Wolfram Baer

Zur Alterung von Thomasstählen

Kurzfassung Die Fragestellung, unter welchen Bedingungen und in welchem Maße zeitabhängige Änderungen der mechanisch-technologischen Eigenschaften von Thomasstählen ablaufen, ist von besonderem praktischen Interesse, wenn das Beanspruchungsverhalten von Konstruktionen aus diesen Stählen bewertet werden soll. Die langjährige erfolgreiche Nutzung dieser Stähle liegt weitgehend außerhalb der breiten gesellschaftlichen Aufmerksamkeit. Jedoch werden diese Stähle im Zusammenhang mit Schadensereignissen in der Öffentlichkeit vielfach undifferenziert betrachtet. Das Ziel des vorliegenden Beitrags ist es daher, eine kurze Darstellung des Kenntnisstandes zur Beeinflussung der mechanisch-technologischen Eigenschaften von Thomasstählen durch Alterung zu geben und damit eine Hilfestellung für eine sachliche, fundierte Diskussion der Thematik zu liefern.

Werkstoffcharakterisierung von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit

Kurzfassung Ausgehend von den Anforderungen bruchmechanischer Sicherheitsnachweise befasst sich der vorliegende Beitrag mit prüfmethodischen Aspekten der Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit bei dynamischer Belastung, wobei insbesondere auf die Kraft- und Dehnungsmessung eingegangen wird. Erste Ergebnisse der systematischen Charakterisierung des Festigkeits- und Verformbarkeitsverhaltens von Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Belastung werden vorgestellt und in Abhängigkeit von den Einflussgrößen Prüftemperatur, Dehnrate und Gefüge diskutiert. DesWeiteren wird der Einfluss dieser Parameter auf die ermittelten dynamischen Fließkurven herausgestellt. Abschließend wird die werkstoffspezifische Beschreibung der Temperatur- und Dehnratenabhängigkeit der Dehngrenze mit Hilfe des Modells des thermisch aktivierten Fließens erörtert.

Advanced Fracture Mechanics Testing of DCI — A Key to Valuable Toughness Data

The challenge of how to adequately characterize the toughness behavior of ductile cast iron (DCI) materials had been solved through the development and application of fracture mechanics concepts. Outstanding examples are found in the design and safety assessment procedures of sophisticated DCI components for wind turbines or transport and storage casks for radioactive materials. An essential requirement for these procedures is to have adequate fracture mechanics toughness data available.Because DCI materials may substantially change their deformation, damage and fracture behavior from ductile to brittle by increasing loading rate, decreasing temperature, increasing pearlite share and increasing stress triaxiality, the corresponding experimental measuring techniques and analysis concepts have to be chosen and adapted with deliberation. Long-time experience in this field is imperative to provide valuable data.BAM has been dealing with mechanical and fracture mechanical characterization of DCI materials for more than 30 years. This paper demonstrates state-of-the-art fracture mechanics test methods for the determination of quasi-static and dynamic fracture toughness. Among others, it is exemplarily shown for a variety of DCI materials conforming to grade EN-GJS-400 how mechanical and fracture mechanical properties are influenced by temperature, loading rate and microstructure. A major lesson to be learned is that fracture toughness data of DCI should always be discussed, reported and used in correlation with microstructural parameters.

Key Curve Methods for Dynamic Fracture Mechanics of Cast Iron

Today, ductile cast iron materials (DCI) are used for safety relevant components such as for instance transport and storage casks for radioactive materials. The corresponding methods and codes for safety assessment take into account fracture mechanics concepts more and more. Nevertheless, some necessary prerequisites for the practical application of these codes like the quantification and availability of both the loading as well as the materials resistance in terms of fracture mechanics quantities have not been fulfilled sufficiently up to date. The focus of the present paper is laid on the material side only.