Um die Nutzung höchstfester Stähle in bestehenden Anwendungen zu vereinfachen und die damit verbundenen wirtschaftlichen Vorteile für andere Anwendungsgebiete zu erschließen, soll die Zähigkeit und somit der Widerstand gegen ein Sprödbruchversagen geschweißter und nicht geschweißter höchst- und ultrahochfester Stähle untersucht werden. Vorteile der angestrebten Ergebnisse liegen für kleine und mittelständige Unternehmen (KMU) in der Möglichkeit, eine teure, von KMUs selten leistbare Einzelfallauslegung zu umgehen. Überdies wird das Leichtbaupotential hochfester Stähle erschlossen, womit neben ökonomischen Vorteilen auch eine ressourcenschonende Vorgehensweise verbunden ist. Bestehende Normen bieten lediglich Empfehlungen für Baustähle mit Streckgrenzen bis zu 690 MPa, Stähle mit Streckgrenzen bis 1300 MPa sind jedoch bereits im Einsatz. Vorangegangene Untersuchungen an strahlgeschweißten Nähten zeigten, dass bei der Verwendung eines hochfesten S960QL, der eine Streckgrenzenauslastung von 75% bei einer Einsatztemperatur von -30 °C erfährt, Blechdicken von mehr als 15 mm zu einer Sprödbruchgefährdung führen können, sodass evident ist, dass die Zähigkeit ultrahochfester Stähle ein auslegungsrelevantes Kriterium darstellt. Die Vorgehensweise im Projekt beinhaltet Bruchmechanikversuche an Grundwerkstoffen und verschiedenen Bereichen der geschweißten Verbindungen von Feinkornbaustählen mit Streckgrenzen von 960 MPa bis 1300 MPa. Es soll eine Korrelation der Ergebnisse aus den Bruchmechanikversuchen mit Ergebnissen aus dem Kerbschlagbiegeversuche erfolgen, um die finalen Empfehlungen an ein einfaches Kriterium aus den technischen Lieferbedingungen der Werkstoffe zu koppeln. Mit analytischen und unterstützenden numerischen Berechnungen sollen Mindestzähigkeiten für Kerbdetails ermittelt werden, die mit den vorliegenden Bauteilzähigkeiten verglichen werden können. Eine Validierung der Untersuchungen ist am Projektende mit Hilfe bauteilähnlicher Großzugversuche vorgesehen.
Forschungsvereinigung: Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS
Förderungsdauer: 01.11.2018 – 30.04.2021
Förderkennzeichen: IGF-Nr.: 20.350 N