Influence of plastic anisotropy on crack initiation in a martensitic steel under fatigue loading

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Bei martensitischen Stählen wird unter Ermüdungsbelastung Rißbildung an den Martensitlatten beobachtet. Diese Mikrorisse lagern sich bei fortschreitender Schädigung zusammen, bis schließlich Versagen durch Ausbreitung eines Makrorisses auftritt. Rißinitiierung und -koaleszenz, die die Lebensdauer wesentlich bestimmen, werden stark von der lokalen Mikrostruktur beeinflußt. Insbesondere in der Initiierungsphase sind die Geometrie und Orientierung der Körner und damit die lokale Anisotropie entscheidende Einflußfaktoren. Da die Beanspruchungen typischerweise so hoch sind, daß eine elastische Analyse nicht mehr sinnvoll ist, müssen die lokalen Beanspruchungen mit einem plastischen Anisotropiemodell ermittelt werden. Der Einfluß der plastischen Anisotropie auf die Rißinitiierung soll mit einer mesokopischen Einheitszelle, die einen Ausschnitt aus der Kornstruktur darstellt, untersucht werden. Für die Initiierung werden dabei die lokalen Belastungen zunächst in der ungeschädigten Struktur ermittelt. Danach bricht das am höchsten belastete Korn entlang einer Martensitlatte. Eine Fortsetzung dieses Prozesses führt auf ein Muster von Elementarrissen, das mit experimentellen Ergebnissen verglichen werden kann.