Volume 49, Issue 10

Kurzfassung Prof. Dr.-Ing. Max Pfender sei anläßlich der 100. Wiederkehr seines Geburtstages am 21. August 2007 gedacht. Mit nachfolgendem Beitrag heben wir seine politisch-historische Leistung als Begründer der Bundesanstalt für Materialprüfung nach dem 2. Weltkrieg und sein wissenschaftliches Wirken für die Materialprüfung hervor. Ursprünglich mit Prüfproblemen an metallischen Werkstoffen befasst, widmete er sich solchen an organischen Stoffen, Verbundwerkstoffen und an Schweißverbindungen ebenso wie Problemen der versuchstechnischen Ausgestaltung von Mess- und Prüfeinrichtungen.

Kurzfassung In einem Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs SFB 570 „Distortion Engineering‟ werden röntgenographische Phasen- und Eigenspannungsanalysen in situ während kompletter Wärmebehandlungszyklen durchgeführt. Diese Untersuchungen stellen die experimentellen Belege für die umfangreichen Berechnungen zur Verfügung. In dieser Arbeit wird über eine Optimierung der Messeinrichtung — eines Röntgenbeugungsgerätes mit Wärmebehandlungsofen — berichtet. Eine Randentkohlung der Proben des Wälzlagerstahls 100Cr6 für die Temperaturen von 800 bis 900°C bei einer Haltezeit von einer Stunde konnte durch eine Kombination von Evakuieren des Ofens und Stickstoffspülung weitgehend vermieden werden. Bei niedrigen Temperaturen führt ein Ferritanteil über eine erhöhte Diffusionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs jedoch wieder zu einer Randentkohlung bis in eine Tiefe von 2 μm. Es wird weiter gezeigt, dass mit einer Evakuierung des Strahlengangs bei konstanter Leistung der Röntgenquelle die Intensität der Röntgenbeugungslinien um mehr als einen Faktor 4 gesteigert werden kann. Dazu trägt auch die Verwendung von Stickstoff anstatt von Argon als Schutzgasatmosphäre bei den Wärmebehandlungen bei.

In this study, alloyed layers of 1.5-1.8 mm thickness were formed on the Cu based material surface using the Gas Tungsten Arc welding (GTAW) process. After the preliminary studies and sample preparation as groups I, II, and III, the surface alloying process was performed with 115 A, 125 A and 140 A current values, 6 g, 9 g and 12 g powder feed contents, and by determining voltage coefficients at 25 V and 28 V, respectively. Penetration of ferromanganese on the underlay was ensured using optimized coating parameters. In the ferromanganese layer different hardness values were determined according to the amount of powder fed. These hardness values were correlated to the thermal conductivity of Cu at the respective energy input. The impact resist of the coated specimens was increased. These toughness increments were attributed to newly formed structures in the microstructure with the effect of thermal conductivity and hardness of coated surface. Changes in powder feed time and powder feed rate and energy input were calculated from application parameters.

Kurzfassung Für die zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen ist es neuerdings gelungen, mit laufzeitgesteuerten Ultraschall-Gruppenstrahlern Objekte in Betonbauteilen zu orten. Um eine Bündelung des Schallfeldes zu erreichen, konnten bisher bereits nach dem Prinzip der synthetischen Apertur durch sequenzielle Abtastung einer Bauteiloberfläche mit einem Prüfkopf große Strahlerflächen nachgebildet werden. Als alternative Methode zur Schallfeldbündelung bietet sich die Zusammenschaltung mehrerer Prüfköpfe zu Strahlergruppen an. Werden die einzelnen Prüfköpfe einer solchen Gruppe laufzeitgesteuert angeregt, kann schon während der Messung das Schallfeld geeignet geführt werden. Modellierte und experimentelle Schallfelder werden verglichen. Die Ortung eines Rohrkörpers im Beton wird demonstriert. An vielen Betonbauwerken, wie zum Beispiel Brücken, werden regelmäßig Inspektionen durchgeführt. Wünschenswert sind zerstörungsfreie Prüfverfahren, mit denen im Rahmen der Inspektionen auch von außen nicht sichtbare Fehler am Bauwerk festgestellt werden können, bevor diese zu schwerwiegenden Bauwerksschäden führen.

Kurzfassung In diesem Beitrag wird eine neue Zeitbereichs-Randelementmethode für dynamische Rissprobleme in ebenen, linear-elastischen und anisotropen Werkstoffen vorgestellt. Dabei werden stationäre Risse unter Stoßbelastung betrachtet. Für den äußeren Rand werden die klassischen Verschiebungs-Randintegralgleichungen verwendet, während auf dem Riss hypersinguläre Spannungs-Randintegralgleichungen implementiert sind. Dabei werden die zeitabhängigen Fundamentallösungen für anisotropen Werkstoff verwendet. Für die räumliche Diskretisierung wird entweder eine Galerkin-Methode oder eine Kollokationsmethode implementiert. Die zeitliche Diskretisierung erfolgt über ein Kollokationsverfahren. Dies führt zu einem expliziten Zeitschrittverfahren für die unbekannten Randdaten und Rissöffnungen, aus denen die dynamischen Spannungsintensitätsfaktoren ermittelt werden können.

In this paper the relation between Young's elastic modulus E and latent heat of fusion L of pure metals is investigated. Both E and L depend on the inter-atomic bond forces, and thus they should be inter-related. Because these properties of the metallic elements show scatter in test results and do not always have identical values in different handbooks, the ratio of L/E also shows scatter, but in addition reflects upon the effect of bond forces on L and E in various metals. However for the comparison of the effect of atomic number on E and L and for evaluation of the approximate width of L/E scatter-bands for various subgroups, the accuracy of handbook values seem to be satisfactory. It was possible to investigate the effect of the metals order in the Periodic Table, the crystallographic and electronic structure, metal density, and choice of units for latent heat of fusion so as to minimize the E/L scatter.

A smaller melting point MP of a metal with a higher Young's modulus correlates with an increasing heat up to the MP for a second metal of a pair of metals. The higher Young's moduls is based on a smaller volume due to the smaller inter-atomic distance.

Most often when one metal in a subgroup has a higher melting point MP than another with a higher atomic number, then its Young's modulus also is higher (e.g. Be). However there are exceptional cases when for some metals (e.g. Mg) the melting point is lower and the E-modulus is higher than for the next metal with a higher AN in the same subgroup (e.g. Ca). This is explained by considering the product of density and specific heat rC p (cal/cm 3 ) for metals with low MP and high heat required for heating to the MP.

Kurzfassung Im Beitrag wird die Entwicklung von oberflächenorientierten Multidirektor-Mehrschichten-Schalentheorien und zugehörigen finiten Elementen mit integrierten Kontaktbedingungen zur Beschreibung des Schichtenverbundes und zur Erfassung der Schädigungsart Delamination mit Beschreibung des Nachbruchverhaltens beschrieben.