Interaktive Modellierung des Kriechverhaltens am Beispiel warmfester Stähle

Im Hochtemperaturbereich werden Bauteile eingesetzt, die insbesondere ein optimalesFestigkeits- und Verformungsverhalten im Langzeitbereich aufweisen müssen. Für dieAuslegung und Überwachung solcher Bauteile ist u.a. die Kenntnis des Kriechverhaltensder eingesetzten Werkstoffe, also des Verformungsverhaltens unter zeitabhängigerstatischer Beanspruchung von zentraler Bedeutung. Zur ModelIierung des komplexenKriechverhaltens moderner hochentwickelter Werkstoffe mittels analytischerBeschreibungen sind in den vergangenen Jahrzehnten mathematische Beziehungenentwickelt worden, die sich in ihrer Leistungsfähigkeit, dem Gültigkeitsbereich und demAufwand bei der Berechnung stark unterscheiden.Diese Arbeit setzte sich die Entwicklung einer grafisch-interaktiv arbeitendenrechnergestützten Beschreibung des Kriechverhaltens zum Ziel. Diese mathematischenBeziehungen sind in Forschung und Industrie weit verbreitet. Zur Identifizierung derParameter wurden Methoden entwickelt, die unter Ausnutzung der heutigenrechnerseitigen Möglichkeiten eine deutliche Zeitersparnis, erhöhte Zuverlässigkeit undwesentliche ergonomische Vorteile gegenüber bisherigen Verfahren gestatten. Ebensosteigen Reproduzierbarkeit und erreichbare Genauigkeit der Ergebnisse.Am Beispiel ausgewählter moderner warmfester Stähle wurden Parameter für jeweilsmehrere Kriechgleichungen identifiziert. Zur Überprüfung der Ergebnisse wurdenVerifikationsversuche in Form von Spannungsrelaxationsversuchen sowieKriechversuchen an bauteilähnlichen Probengeometrien durchgeführt. DieNachrechnungen unter Heranziehung vielparametriger, aber auch einfachermathematischer Beziehungen ergab akzeptable Ergebnisse.Die entwickelte rechnergestützte Beschreibung gestattet eine zuverlässige, modulare,gegenüber klassischen Verfahren deutlich schnellere und ergonomische Möglichkeit derModelIierung des Kriechverhaltens und wird derzeit in Unternehmen derHochtemperaturbranche und Forschungsinstituten verwendet.