Mikrostrukturbasierte Zähigkeitsvorhersagen am Beispiel von Pipelinestählen

Der Einfluss der Gefügeausbildung auf die Zähigkeitseigenschaften von Stählen wird bislang üblicherweise mit Hilfe von empirischen Gesetzmäßigkeiten beschrieben. Zwangsläufig stößt gerade bei der Entwicklung neuer hochfester Werkstoffe mit guten Zähigkeitseigenschaften die Anwendung dieser Modelle an ihre Grenzen, obwohl die Abschätzung von Zähigkeitseigenschaften aus Gefügedaten die Entwicklungszeiten für diese modernen Werkstoffe deutlich verkürzen würde. Es konnte jedoch in der jüngeren Vergangenheit gezeigt werden, dass sowohl empirische Versagenskriterien als auch mikromechanische Schädigungsmodelle dazu in der Lage sind, Zähigkeitseigenschaften quantitativ zu berechnen. Da ferner vermutet werden kann, dass die Parameter dieser Modelle einen Bezug zur Mikrostruktur besitzen, hatte diese Arbeit zum Ziel, für hochfeste Stähle mit gutem Reinheitsgrad eine Methodik zur gefügebasierten Bestimmung der Parameter des Gurson-Tvergaard-Needleman Modells zu entwickeln. Damit sollte der Einfluss der Mikrostruktur auf die Hochlageneigenschaften der Zähigkeit quantitativ durch schädigungsmechanische Simulationen von Kerbschlagbiegeversuchen beschrieben werden. Außerdem sollte durch Anwendung des Orowan-Kriteriums eine Abgrenzung zur Tieflage erfolgen.