Mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage randschichtnitrierter Titanlegierungen unter Berücksichtigung der bruchmechanischen Modellbildung des Kurzrißverhaltens

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Ziel des beantragten Vorhabens ist es, aufbauend auf den Ergebnissen des Erstantrages eine mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage ranschichtbehandelter Titanlegierungen auf der Grundlage phänomenologischer Rißfortschrittsmodelle unter zyklischer Beanspruchung zu erarbeiten. Dazu werden mit thermochemischen (Plasmanitrieren), thermometallurgischen (Lasernitrieren) und mechansichen (Rollieren) Randschichtbehandlungen deutlich unterschiedliche Randzonen- und Kerneigenschaften an den Titanproben eingestellt, so daß sich bei zyklischer Belastung voneinander abweichende mikrostrukturell Ermüdungsvorgänge ergeben.Aus der Charakterisierung der lokalen und zyklischen Werkstoffeigenschaften erfolgt die randschichtspezifische Modellbildung. Die Modellbildung des Ermüdungsvorganges beim Rollieren geschieht auf Basis des Mittelspannungseinflußes beim Lasernitrieren auf Basis des spröd/duktilen Bruchverhaltens und beim Plasmanitrieren mit Hilfe des Kurzrißfortschrittskonzepts. Mit Hilfe der hierbei aufgestellten Modelle werden in einem abschließenden Arbeitsschritt die bruchmechanischen Ansätze in eine mechanismenorientierte Lebendauervorhersage übertragen.Die experimentell und theoretisch erarbeiteten Ergebnisse dienen dazu grundlegende Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten von Randschichtverbunden, zum Einsatzpotential von randschichtnirierten Titanlegierungen und zur Qualifizierung der eingesetzten Randschichtverfahren zu erhalten.