43. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2025
Vortrag
28.11.2025
Das Potential der verformungsinduzierten Martensitbildung zur Schädigungskontrolle mehrfach verwendbarer Stähle (Re-Use)
UK

Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp

RWTH Aachen University

Shrivastava, A.¹; Gülbay, O.¹; Gramlich, A.¹; Krupp, U. (V)¹
¹RWTH Aachen University
Vorschau
22 Min.

Hochbeanspruchte Konstruktionselemente, wie Wellen, Federn oder Tragwerksstrukturen, werden in der Regel aus dem Betrieb genommen, weit bevor sie ihre tatsächliche Belastungsgrenze erreicht haben. Die Konstruktionselemente werden verschrottet und im besten Fall energieintensiv rezykliert. Im Sinne einer effizienten Kreislaufwirtschaft wäre eine vollständige Ausnutzung des Belastungspotentials wünschenswerte. Dazu müsste jedoch der Schädigungszustand des Konstruktionselements sicher erfassbar sein. Die präzise Vorhersage der Ermüdungsschädigung ist jedoch bis heute nicht möglich. Fest steht, dass jede Beanspruchung oberhalb der intrinsischen Dauerfestigkeit zu Mikroschädigung führt, die sich im Werkstoffgefüge in Gestalt von Versetzungsmobilität und Gleitbandbildung äußert. Bei Stählen, die metastabilen Restaustenit enthalten, geht die Versetzungsmobilität mit einer akkumulierten martensitischen Phasenumwandlung einher, der sog. TRIP-Effekt. Da es sich bei dem verformungsinduziert gebildeten a´-Martensit um eine ferromagnetische Phase handelt, kann die Ermüdungsschädigung durch magnetische Sensorik, bspw. Ferritscope, detektiert werden.
Im Beitrag wird anhand von Beispielen (u.a. metastabiler austenitischer Edelstahl 1.4310) gezeigt, wie der TRIP-Effekt mit der Ermüdungsschädigung (Rissinitiierung und Rissausbreitung) korreliert und auf dieser Basis zur Detektion akkumulierter Ermüdungsschädigung und gefährlicher Überlasten genutzt werden kann. Es wird skizziert, wie solche Selbstdetektions-Konzepte in eine Re-Use-Strategie für hoch beanspruchte Bauteile integriert werden können.  

Manuskript

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