Zerstörungsfreie Abschätzung der Restlebensdauer metallischer Werkstoffe

Abstract

In dieser Arbeit wurden die plastische Verformung und die Ermüdung verschiedener metallischer Werkstoffe unter Zug- und Wechselbeanspruchung untersucht. <br /> Unter anderem wurden Proben des industriell in den Radsatzwellen des ICE-T verbauten Stahls A4T untersucht, um die in dieser Arbeit entwickelte Methode zur Abschätzung der Restlebensdauer an einem aktuell eingesetzten Werkstoffe, der höchsten Anforderungen unterliegt, zu testen.<br /> Die Methode der Positronen-Annihilations-Spektroskopie ermöglicht es, geringste Änderungen der Defektkonzentration zerstörungsfrei zu messen und als Maß für den Ermüdungszustand eines Werkstücks heran zu ziehen. Das Positron dient dabei als hoch sensitives Sondenteilchen, aus dessen Annihilationsstrahlung über den S-Parameter, der die Linienform der Annihilationsstrahlung beschreibt auf die Defektdichte des untersuchten Materials geschlossen werden kann. Die Anfangsstadien der Ermüdung können auf diese Weise präzise gemessen und zur Extrapolation des Bruchzeitpunktes herange- zogen werden.<br /> Die in dieser Arbeit vorgestellte Methode zur Vorhersage der Restlebensdauer stellt eine zukunftsweisende Alternative zu den an das Wöhler-Verfahren angelehnten Methoden dar. Durch sie kann mit vergleichbarer Genauigkeit eine erhebliche Reduzierung von Zeit und Kosten erreicht werden.