Zur Sprödbruchsicherheit von Erzeugnissen aus Stahlguss

Stahlgussbauteile werden häufig für hochbeanspruchte, dickwandige Erzeugnisse eingesetzt. Neben den Gebrauchstauglichkeits- und Tragfähigkeitsnachweisen ist für diese Bauteile aufgrund der Werkstoffungänzen und der daraus resultierenden Spannungsspitzen auch außerhalb der Anschweißenden eine ausreichende Sicherheit gegen sprödes Bauteilversagen sicherzustellen. Vereinfachte Sprödbruchnachweise, denen Worst-Case-Betrachtungen zugrunde liegen, lassen für große Wanddicken jedoch nur deutlich reduzierte Ausnutzungsgrade zu. Allgemein anerkannte Konzepte für die rechnerische Bewertung realitätsnaher Bemessungsszenarien unter Berücksichtigung der Herstellungsqualität von Gussbauteilen gibt es derzeit nicht. Im folgenden Beitrag werden experimentelle Untersuchungen zur Bewertung der Sprödbruchsicherheit von dickwandigen Bauteilen sowie eine detailgetreue Nachweismethode auf Basis numerischer Berechnungen vorgestellt. Diese Ergebnisse wurden im Rahmen einer Dissertation an der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erarbeitet.

Brittle fracture safety of products of cast steel.
Cast steel components are frequently used for highly stressed, thick-walled products. In addition to the proof of serviceability and load-bearing capacity, a sufficient safety against brittle component failure is to be ensured even outside of the welding ends for these components due to the material discontinuities and the resulting stress peaks. Simplified assessments against brittle fracture, that underlie worst-case considerations, allow only significantly reduced utilisation factors for large wall thicknesses. Generally accepted concepts for the arithmetic evaluation of realistic dimensioning scenarios under consideration of the manufacturing quality of cast steel components are currently not available. In the following paper the experimental investigations for evaluating brittle fracture safety of thick-walled components and an accurate detection method on the basis of numerical calculations are presented. These results were developed in the scope of a doctoral thesis at the Research Center for Steel, Timber and Masonry at Karlsruhe Institute of Technology (KIT).