TY - THES

T1 - Zyklisches Risswachstum in Hartmetallen

T2 - das Verhalten von natürlichen Defekten und langen Rissen

AU - Gettinger, Christian

N1 - gesperrt bis 11-11-2021

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Die vorliegenden Masterarbeit behandelt das zyklischen Ermüdungsverhalten von Hartmetallen. Es wurde das Risswachstumsverhalten von intrinsischen Defekten und künstlich eingebrachten, langen Rissen in fünf verschiedenen Hartmetallqualitäten (Variation von Korngröße und Kobalt-Gehalt) mit verschiedenen Methoden untersucht. Als Belastungssituation wurde die konkrete Beanspruchung von Stirnfräsern bzw. Schaftfräsern im Betrieb nahe dem Spannfutter bzw. der Einspannung durch den Schneidevorgang imitiert. Alle Versuche wurden bei Wechselbelastung, d.h. bei einem Spannungsverhältnis von R=-1, mithilfe einer 6- bzw. 8-Punkt-Biegevorrichtung durchgeführt. Die Verteilung der Bruchlastspielzahl bei konstanter Schwingbreite wurde mit etwa 30 Proben je Materialvariante ermittelt. Diese Daten wurden mithilfe von statistischen Methoden ausgewertet, sodass die Parameter von Paris-Gesetzen für das zyklische Risswachstum von intrinsischen Defekten bestimmt werden konnten. Mit langen Oberflächenrissen wurden Rissfortschrittexperimente durchgeführt, bei denen das Wachsen eines einzelnen künstlich eingebrachten Risses bis zum Bruch beobachtet wurde. Es wurde für jede Probensorte eine da/dN-Kurve mit den Ergebnissen aus beiden Versuchstypen erstellt. Die Steigungen dieser Risswachstumskurven und damit die Paris-Exponenten sind für lange Risse tendenziell geringer als für intrinsische Defekte. Die Paris-Exponenten der da/dN-Kurven für intrinsische Defekte liegen zwischen n = 27 und n = 55. Aufgrund der großen Schwankungsbreite der Ergebnisse konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Paris-Exponenten und den Materialparametern Korngröße oder Kobaltgehalt festgestellt werden. Es zeigte sich aber, dass intrinsische Defekte auch unterhalb des Schwellwertes für Risswachstum, der mit langen Rissen beobachtet wurde, wachsen.

AB - Die vorliegenden Masterarbeit behandelt das zyklischen Ermüdungsverhalten von Hartmetallen. Es wurde das Risswachstumsverhalten von intrinsischen Defekten und künstlich eingebrachten, langen Rissen in fünf verschiedenen Hartmetallqualitäten (Variation von Korngröße und Kobalt-Gehalt) mit verschiedenen Methoden untersucht. Als Belastungssituation wurde die konkrete Beanspruchung von Stirnfräsern bzw. Schaftfräsern im Betrieb nahe dem Spannfutter bzw. der Einspannung durch den Schneidevorgang imitiert. Alle Versuche wurden bei Wechselbelastung, d.h. bei einem Spannungsverhältnis von R=-1, mithilfe einer 6- bzw. 8-Punkt-Biegevorrichtung durchgeführt. Die Verteilung der Bruchlastspielzahl bei konstanter Schwingbreite wurde mit etwa 30 Proben je Materialvariante ermittelt. Diese Daten wurden mithilfe von statistischen Methoden ausgewertet, sodass die Parameter von Paris-Gesetzen für das zyklische Risswachstum von intrinsischen Defekten bestimmt werden konnten. Mit langen Oberflächenrissen wurden Rissfortschrittexperimente durchgeführt, bei denen das Wachsen eines einzelnen künstlich eingebrachten Risses bis zum Bruch beobachtet wurde. Es wurde für jede Probensorte eine da/dN-Kurve mit den Ergebnissen aus beiden Versuchstypen erstellt. Die Steigungen dieser Risswachstumskurven und damit die Paris-Exponenten sind für lange Risse tendenziell geringer als für intrinsische Defekte. Die Paris-Exponenten der da/dN-Kurven für intrinsische Defekte liegen zwischen n = 27 und n = 55. Aufgrund der großen Schwankungsbreite der Ergebnisse konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Paris-Exponenten und den Materialparametern Korngröße oder Kobaltgehalt festgestellt werden. Es zeigte sich aber, dass intrinsische Defekte auch unterhalb des Schwellwertes für Risswachstum, der mit langen Rissen beobachtet wurde, wachsen.

KW - Hartmetall

KW - zyklische Beanspruchung (R=-1)

KW - da/dN Kurve

KW - intrinsische Defekte und Langrisse

KW - Weibullverteilung

KW - Tungsten carbide

KW - cyclic loading (R=-1)

KW - da/dN curve

KW - intrinsic defects and long cracks

KW - Weibull distribution

M3 - Masterarbeit

ER -