Multiple-flaw-Versagen und -Modellierung von Wälzlager- und anderen höchstfesten Stählen moderner Metallurgie im VHCF-Bereich

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Höchstfeste Stähle unterliegen bei wiederholten, starken Belastungen einer Ermüdung, die durch die Bildung von Rissen, durch die Ausbreitung dieser Risse und durch Bruch gekennzeichnet ist. Die Anzahl der Belastungen ist bis zu 107 gut erforscht. Jenseits dieser Zahl spricht man von VHCF (very high cycle fatigue), einem Bereich, der weniger gut erforscht ist, aber technisch zunehmende Bedeutung gewinnt. Im VHCF-Bereich kann Rissbildung an Einschlüssen, an der Oberfläche und an so genannten non-defect-Stellen beobachtet werden. Der letztgenannte Rissbildungstyp kann heute noch nicht erklärt werden. Jeder Rissbildungstyp hat seinen eigenen funktionellen Zusammenhang zwischen Beanspruchung und Lebensdauer, der als Grafik dargestellt Wöhler-Linie genannt wird, genauer: Single-flaw- Wöhlerlinie. Im Laborversuch können jedoch nur Multiple-flaw-Wöhlerlinien ermittelt werden, da die genannten Rissbildungsarten konkurrierend auftreten. Erstes Ziel dieses Vorhabens ist es, die Single-flaw-Wöhlerlinien aus den Multiple-flaw-Wöhlerlinien zu isolieren. Ein weiteres Ziel, welches sich aus dem Erreichen des ersten Zieles ergibt, ist es, durch gezielte Werkstoffvariation die Lage der Single-flaw-Wöhlerlinien zu beeinflussen, um so zu einer höheren Lebensdauer dieser Stahlgruppe zu kommen. Das dritte Ziel dieses Vorhabens ist es, auf Basis der vorliegenden Werkstofffehler-Populationen die Rissbildungsarten, die Single- flaw-Wöhlerlinien und die Multiple-flaw-Wöhlerlinien vorherzusagen.