Wechselverformungsverhalten von hochbeanspruchten Eisenbahn-Radstählen im VHCF-Bereich

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dietmar Eifler
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 15786784

Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist die systematische lebensdauer- und vorgangsorientierte Untersuchung des Ermüdungsverhaltens hochbeanspruchter Eisenbahn- Radstähle im HCF- und VHCF-Bereich unter Verwendung mechanischer, thermometrischer und resistometrischer Messverfahren. Für einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Einsatz hochbeanspruchter Eisenbahn-Radstähle sind insbesondere Kenntnisse über das Ermüdungsverhalten im betriebsrelevanten VHCF-Bereich von grundlegender Bedeutung. Als Versuchswerkstoffe stehen Radstähle der Güteklassen R7 (Ck52) und R9 (Ck60) zur Verfügung, die aufgrund ihrer sehr guten mechanischen Eigenschaften im Hochgeschwindigkeitspersonenverkehr eingesetzt werden. Mit Proben aus Original vollrädern in dem praktisch eingesetzten Wärmebehandlungszustand soll neben einstufigen Versuchen der Einfluss von z.B. durch Weichenüberfahrten verursachten Lastspitzen auf das zyklische Verformungsverhalten untersucht werden. Für die Durchführung betriebsnaher Hochfrequenzversuche soll ein am Lehrstuhl für Werkstoffkunde entwickeltes Versuchskonzept genutzt werden, das Randomlastfolgen oder standardisierte Betriebslastverläufe mit schädigungsfreien einstufigen Messzyklen kombiniert. Die während der Messzyklen gewonnenen Messgrößen repräsentieren in charakteristischer Weise die Schädigungsentwicklung unter betriebsnaher Beanspruchung und können äquivalent zu einstufiger Beanspruchung für eine physikalisch basierte Lebensdauerberechnung „PHYBAL genutzt werden. Zur Charakterisierung der Mikrostruktur werden licht- (LIMI-) und rasterelektronenmikroskopische (REM-) Untersuchungen durchgeführt. REM-Untersuchungen sollen insbesondere die Frage der Anrissbildung im VHCF-Bereich klären. Im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) werden die beanspruchungs- und lastspielzahlabhängigen Veränderungen der Versetzungsstruktur, die mit den physikalischen Messgrößen korreliert werden sollen, untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Frank Walther