Charakterisierung metallischer Werkstoffe

Werkstoffkennwerte sind eine essenzielle Basis für die Auslegung von Bauteilen. Ihre Ermittlung wird in einer Vielzahl von Regelwerken festgelegt. Einkaufsspezifikation wimmeln häufig nur so von Kennwerten und Normen. Doch was genau beschreiben eigentlich die „klassischen“ Kennwerte wie der Elastizitätsmodul, die Streckgrenze oder die Zugfestigkeit? Welche Parameter beeinflussen das Werkstoffverhalten? Für welche Einsatzbereiche sind statische Kennwerte nicht mehr ausreichend? Wo ist Vorsicht geboten bei der Übertragung von Kennwerten auf reale Bauteile? Wo findet man Werkstoffkennwerte? Wann gelten die tabellierten Werkstoffkennwerte nicht mehr? Welche Eigenschaften lassen sich nicht ohne weiteres über Werkstoffkennwerte beschreiben?

Das Seminar „Charakterisierung metallischer Werkstoffe“ beantwortet die oben genannten und viele weitere Fragestellungen rund um die Beschreibung von Werkstoffverhalten. Es schafft ein grundlegendes Verständnis für die Aussagekraft der verschiedenen Werkstoffkennwerte im Hinblick auf das Werkstoff- und Bauteilverhalten im realen Einsatzfall und für die Grenzen der Aussagekraft.

Das Programm im Überblick:

• Werkstoffkundliche Grundlagen: Wodurch wird das Werkstoffverhalten charakterisiert und wovon hängt es ab?
  • Elastisches, viskoelastisches und plastisches Werkstoffverhalten
  • Grundlagen der plastischen Verformung metallischer Werkstoffe
  • Festigkeit und Duktilität
  • Sprödigkeit und Zähigkeit
  • Einfluss der Belastungsgeschwindigkeit
  • Einfluss von Kerben und mehrachsigen Spannungszuständen
  • Einfluss von hohen und tiefen Temperaturen
    • Spröde-duktil-Übergang bei Metallen
    • Kriechen
• Werkstoffkennwerte für statische Belastung
  • Der Zugversuch und die darüber ermittelten Kennwerte
    • E-Modul, Querkontraktionszahl
    • Streckgrenze Rp0,2, ReL, ReH
    • Zugfestigkeit Rm
    • Bruchdehnung
    • Brucheinschnürung
    • Technische und wahre Spannungs-Dehnungskurve
  • Einflüsse auf die Versuchsergebnisse
    • Probengeometrie und Oberflächenbeschaffenheit
    • Verformungsgeschwindigkeit
    • Temperatur
    • Abweichungen von der Einachsigkeit
  • Der Druckversuch und die darüber ermittelten Kennwerte
  • Anisotropes Werkstoffverhalten
  • Normen zur Durchführung von Zug- und Druckversuch
• Bewertung der Zähigkeit von Werkstoffen
  • Spröde-duktil-Übergang bei krz-Metallen, Übergangstemperatur
  • Kerbschlagarbeit zu Zähigkeitsbewertung
  • Bruchmechanische Konzepte bzw. bruchmechanische Kennwerte
• Werkstoffkennwerte für dynamische Belastung
  • Der klassische Wöhler-Versuch
  • Schwingfestigkeit und Dauerfestigkeit
  • Smith-Diagramme
  • Der Gaßner-Versuch für variable Lastamplituden
  • Spannungs- und dehnungskontrollierte Versuche
  • Einflüsse von Kerben, Korrosionsvorgängen, etc.
• Charakterisierung von Hochtemperatureigenschaften
  • Warmzugversuch
  • Kriechversuch: Zeitdehngrenze und Zeitstandfestigkeit
• Weitere Einflüsse auf Werkstoff- und Bauteilverhalten - woran man sonst noch denken sollte
  • Einfluss des Herstellverfahrens: gleiche chemische Zusammensetzung – unterschiedliche Werkstoffkennwerte bei verschiedenen Herstellverfahren und Wärmebehandlungen
  • Anisotropie von Werkstoffeigenschaften
  • Einfluss von nachträglichen Wärmebehandlungen und anderen thermischen Einflüssen im Rahmen der Weiterverarbeitung von Bauteilen
  • Schweißen
    • Geometrische Einflüsse
    • Werkstoffveränderungen durch Schweißen und ihre
    • Auswirkungen
    • Welche Aussagen macht eine Schweißverfahrensprüfung - und wozu macht sie keine Aussagen?
  • Korrosion, Verschleiß
  • Qualitätssichernde Maßnahmen zur Vermeidung von Werkstoff- und Wärmebehandlungsfehlern
• Wo findet man Werkstoffkennwerte?
  • Beispiele für kommerzielle Datenquellen
  • Beispiele für kostenlose Informationsquellen
  • Worauf muss man bei Daten aus älteren Veröffentlichungen achten
• Beispiele für Fehler im Umgang mit Werkstoffkennwerten
  • Typische Fehler bei der Bauteilauslegung und ihre Bedeutung für die Bauteilfunktion
  • Bauteilversagen durch
    • Gewaltbruch
    • Schwingbruch
    • Kriechbruch
    • Korrosionseinflüsse
  • Methoden der Schadensfallanalyse und die Erkenntnisse, die man daraus gewinnen kann

Zielgruppe:

• Mitarbeiter aus den Bereichen Konstruktion und Entwicklung, die Bauteile auf Basis von Werkstoffeigenschaften auslegen
• Mitarbeiter aus der Qualitätssicherung und Konstruktion, die Werkstoffspezifikationen für Zukaufartikel erstellen oder die Ermittlung von Kennwerten bei Lieferanten überwachen
• Mitarbeiter, die sich mit der Analyse von Schadensfällen befassen

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