TY - BOOK

T1 - Bruchverhalten von Fe-Si-Al Stählen

AU - Umgeher, Andreas

N1 - nicht gesperrt

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Elektrobänder stellen einen wichtigen Baustein in der Erzeugung (Generatoren), Verteilung (Transformatoren) und Nutzung (Maschinen) von elektrischer Energie dar. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad dieser Komponenten zu erhöhen, ist, die Legierungszusammensetzung der aus Eisen und Silizium (Fe−Si) bestehenden Materialien, zu verändern. Die Erhöhung des Si-Gehaltes bewirkt eine Reduktion der Verluste im Betrieb der elektrischen Maschinen und Geräte, jedoch erhöht sie die Sprödigkeit des Materials. Diese Versprödung stellt die Hersteller vor große Herausforderungen. In dieser Arbeit wurden zwei Legierungen mit etwa 2 bzw. 3 Gew.% Si und 2% Al auf ihr Bruchverhalten untersucht. Es konnte in Bruchmechanikversuchen gezeigt werden, welchen Einfluss Temperatur, Probenorientierung, Prüfgeschwindigkeit und Mikrostruktur auf das Versagensverhalten der beiden Legierungen haben. Dabei trat ein spröder Bruch der Werkstoffe erst bei überraschend hohen Belastungen auf. Hingegen wurde im Ermüdungsversuch Sprödbruch schon bei viel niedrigeren Belastungen beobachtet. Mithilfe von Ermüdungsversuchen, die bei unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt wurden, konnte dieses zweideutige Verhalten aufgeklärt werden. Schließlich konnte mit der Abschätzung der Dehnraten aus den Bruchmechanik- und Ermüdungsversuchen ein für die Herstellung wichtiger Zusammenhang zwischen der den Sprödbruch bestimmenden Eigenschaft, der Bruchzähigkeit Kc, und einer produktionsabhängigen Größe, der Dehnrate , gefunden werden.

AB - Elektrobänder stellen einen wichtigen Baustein in der Erzeugung (Generatoren), Verteilung (Transformatoren) und Nutzung (Maschinen) von elektrischer Energie dar. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad dieser Komponenten zu erhöhen, ist, die Legierungszusammensetzung der aus Eisen und Silizium (Fe−Si) bestehenden Materialien, zu verändern. Die Erhöhung des Si-Gehaltes bewirkt eine Reduktion der Verluste im Betrieb der elektrischen Maschinen und Geräte, jedoch erhöht sie die Sprödigkeit des Materials. Diese Versprödung stellt die Hersteller vor große Herausforderungen. In dieser Arbeit wurden zwei Legierungen mit etwa 2 bzw. 3 Gew.% Si und 2% Al auf ihr Bruchverhalten untersucht. Es konnte in Bruchmechanikversuchen gezeigt werden, welchen Einfluss Temperatur, Probenorientierung, Prüfgeschwindigkeit und Mikrostruktur auf das Versagensverhalten der beiden Legierungen haben. Dabei trat ein spröder Bruch der Werkstoffe erst bei überraschend hohen Belastungen auf. Hingegen wurde im Ermüdungsversuch Sprödbruch schon bei viel niedrigeren Belastungen beobachtet. Mithilfe von Ermüdungsversuchen, die bei unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt wurden, konnte dieses zweideutige Verhalten aufgeklärt werden. Schließlich konnte mit der Abschätzung der Dehnraten aus den Bruchmechanik- und Ermüdungsversuchen ein für die Herstellung wichtiger Zusammenhang zwischen der den Sprödbruch bestimmenden Eigenschaft, der Bruchzähigkeit Kc, und einer produktionsabhängigen Größe, der Dehnrate , gefunden werden.

KW - cleavage fracture

KW - Fe-Si alloys

KW - fracture mechanic tests

KW - transcrystalline cleavage fracture

KW - fatigue tests

KW - strain rate

KW - fracture toughness

KW - Kc

KW - Spaltbruch

KW - Fe-Si-Al Legierungen

KW - Bruchmechanikversuch

KW - Ermüdungsversuch

KW - Kc

KW - Bruchzähigkeit

KW - Dehnrate

KW - Alterung

KW - Zwillinge

KW - transkristalliner Spaltbruch

M3 - Dissertation

ER -