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Dissertation
Bewertung von Eigenspannungen nach dem Laserstrahlhärten von komplex geformten Komponenten und additiv gefertigten Bauteilen
(2021)
Die Laserstrahlbearbeitung hat sich im Laufe der letzten Jahre zu einem wichtigen Forschungsschwerpunkt in industrieller und akademischer Hinsicht entwickelt. Neben der Erschließung neuer Anwendungsgebiete durch den Vorteil einer hohen Bearbeitungsflexibilität überzeugt die laserbasierte Materialbearbeitung vor allem durch einen lokal beeinflussbaren Energieeintrag. Jedoch sind derzeit mit zunehmender geometrischer Komplexität und Bauteilgröße nur begrenzte Tiefenwirkungen der gewünschten Druckeigenspannungen ...
Dissertation
Zur Verbesserung des Ermüdungsverhaltens des austenitischen Stahls X5CrNi18-10 im Temperaturbereich 25-600°C durch mechanische Randschichtverfestigungsverfahren
(2007-11-16)
Die technischen Oberflächen werden oft als Bauteilversagungsorte definiert. Deswegen ist eine optimale Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften ohne mechanische Oberflächenbehandlungsverfahren nicht mehr wegzudenken. Mechanische Randschichtoptimierungsverfahren sind vergleichsweise einfach, Kosten sparend und hocheffektiv. Gerade das Festwalzen wird wegen seiner günstigen Auswirkungen wie die exzellente Oberflächengüte, die hohen Druckeigenspannungen sowie die hohe Oberflächenverfestigung zunehmend an Bedeutung gewinnen. ...
Dissertation
Oberflächennahe Schädigung von Superlegierungen unter Hochtemperatur
(2020-02)
In der vorliegenden Arbeit wird die Alterung von Nickelbasislegierungen in Oberflächennähe betrachtet. Dabei wird der Einfluss von Temperatur und Zeit in Zusammenhang mit der Oberflächenrauheit, Deformation und der Konzentration von Natriumsulfat an der Probenoberfläche untersucht. Zur Quantifizierung der Schädigung kommen rasterelektronenmikroskopische Methoden wie EBSD und EDX zum Einsatz.
Es wird gezeigt, dass die analysierten Verarmungs- und Vergröberungsprozesse der Gamma'-Ausscheidungen eine deutliche ...
Dissertation
The Fatigue and Corrosion Fatigue Behavior of Austenitic Stainless Steel AISI 304 after Deep Rolling at Various Temperatures
(2019-09)
The austenitic stainless steel AISI 304 was deep rolled at 20 °C (RTDR), -195 °C (CTDR), and 550 °C (HTDR). The deep rolling pressures used for each deep rolling temperature were 1.0, 1.7, and 2.4 bar. From microstructural investigation, the largest compressive residual stress field was found in RTDR, and the highest amount of martensitic content and plastic deformation were found in CTDR. The strain aging effect was only found in HTDR.
In the rotating bending fatigue tests, the strain aging effect after HTDR is ...
Dissertation
Simulationen und Experimente im Schwellenwertbereich zur Aufklärung der Risswachstumsmechanismen in einer Aluminiumlegierung
(2020)
Lange Risse, die bei Belastungen nahe des Schwellenwerts wachsen, können Ausbreitungscharakteristika zeigen, welche denen kurzer Stadium I-Risse ähneln. Neben einer lokalen Blockade der Rissfront durch Teilchen einer zweiten Phase ist ein schubspannungsgesteuerter Rissfortschritt ein interessanter Effekt, der bei diesen Belastungsbedingungen auftritt. Das berichtete Verhalten wird im Rahmen dieser Arbeit auf das Rissspitzenfeld zurückgeführt. Zu diesem Zweck wurden Risswachstumsexperimente mit angerissenen Flachproben ...
Dissertation
Effect of heat treatment and iron content on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy
(2019-05)
In this work the effect of heat treatments on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy is studied. A Design of Experiments (DoE) was developed in order to optimize the heat treatment parameters and analyze the dissolution and fragmentation of the iron-rich inclusions as well as the improvement of the mechanical properties by non-equilibrium heat treatments. The iron-rich intermetallic inclusions were characterized as-cast and after heat treatment both by two-dimensional metallography ...
Dissertation
Ermüdungsschädigung in gealterten Gasturbinenschaufeln
(2014-09-02)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die bauteil- und alterungsabhängige Rissausbreitung in Gasturbinenschaufeln der polykristallinen Gusslegierung Inconel 738LC sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 700°C analysiert. Für die Untersuchungen stand eine Sammlung von geometrisch gleichen Gasturbinenschaufeln mit unterschiedlich langen Einsatzzeiten in Kraftwerken zur Verfügung.
Durch eine Gefüge- und Rissanalyse an den vorliegenden Turbinenschaufeln wird gezeigt, dass die Rissausbreitung unter thermischer und ...
Dissertation
Einfluss mesoskopischer und mikroskopischer Phasenverteilungen auf das Wachstumsverhalten physikalisch kurzer Risse
(2017-09-28)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der meso- und mikroskopischen Phasenverteilung auf das Wachstumsverhalten physikalisch kurzer Risse unter Ermüdungsbelastung in metallischen Werkstoffen untersucht. Dazu werden physikalisch kurze Risse in einem Stahl und einer Aluminiumlegierung gezielt initiiert und bei einer definierten Belastung wachsen gelassen,
um die Interaktion des Risses mit den unterschiedlichen Phasenverteilungen analysieren zu können.
Zur Analyse des mesoskopischen Phaseneinflusses ...
Dissertation
Bruchmechanische Charakterisierung physikalisch kleiner Ermüdungsrisse
(2017-05-05)
Im Rahmen dieser Arbeit wurden das Wachstumsverhalten und der Belastungszustand physikalisch kleiner Ermüdungsrisse bei mechanisch monotoner und zyklischer Belastung unter Berücksichtigung der Mikrostruktur in-situ untersucht.
Das Wachstumsverhalten kleiner Risse hat im Bereich der bruchmechanischen Rissanalyse in der jüngsten Vergangenheit ein besonderes Interesse erfahren, vor allem weil diese Risse einen wesentlichen Anteil der Lebensdauer ausmachen. Kleine Risse in der Größenordnung der Mikrostruktur (Korngrößen, ...
Dissertation
Mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage für eine thermo-mechanisch hergestellte Flanschwelle mit gradiertem Gefüge
(2010-02-09)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur mechanismenorientierten Lebensdauervorhersage entwickelt und auf eine Flanschwelle mit gradiertem Gefüge übertragen.
Das Konzept wird in Form eines Computercodes (LOCC) zur Anwendung gebracht. Basierend auf lokalen Spannungen wird für jedes Element eines FE-Modells eine bedingte Versagenswahrscheinlichkeit berechnet. Mithilfe bruch- und ggf. mikromechanischer Modelle werden lokale kritische Risslängen und die bei gegebener Lebensdauer zugehörigen Anfangsrisslängen ...