Influence of loading rate and temperature on the strength and ductility of structural steels in the temperature range from room temperature to 400 C Final report / Auswirkung von Beanspruchungsgeschwindigkeit und Temperatur auf das Festigkeits- und Zaehigkeitsverhalten von Baustaehlen im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 400 C Schlussbericht

W. Dahl; aachen technische

For two pressure vessel steels 15 MnNi 6 3 and 20 MnMoNi 5 5 as well as for the high temperature screw steel 21 CrMoV 5 7 uniaxial tensile tests and fracture mechanics tests on CT-specimens have been performed at different loading rates. In the temperature region between 150 C and 350 C the stress-strain behaviour of the two pressure vessel steels is strongly affected by dynamic strain aging. A high rate of work-hardening and a negative strainrate dependence of the flow stress can be observed. The stress at a given plastic strain and constant strain-rate shows a maximum as a function of temperature. The engineering stress strain-curves and the load displacement diagrams for CT-specimens show the same temperature and loading rate trends, with the consequence that the slope of the crack resistance curves and the values of the technical initiation toughness are strongly influenced by temperature and loading rate. As a result, it can be concluded that the strain-rate and temperature dependence of crack resistance curves in the upper shelf toughness regime can be predicted if the material's stress-strain behaviour is known. (orig.) / Fuer die beiden Druckbehaelterstaehle 15 MnNi 6 3 und 20 MnMoNi 5 5 sowie fuer den warmfesten Schraubenstahl 21 CrMoV 5 7 wurden Versuche unter einachsiger Zugbeanspruchung und Bruchmechanikversuche an CT-Proben bei unterschiedlichen Belastungsgeschwindigkeiten durchgefuehrt. Im Temperaturbereich zwischen 150 und 350 C wird das Festigkeits- und Verformungsverhalten der beiden Druckbehaelterstaehle durch dynamische Reckalterung beeinflusst. Eine hohe Verfestigungsrate und eine negative Dehngeschwindigkeitsabhaengigkeit der Fliessspannung konnte festgestellt werden. Die Fliessspannung fuer eine feste bleibende Dehnung und Dehngeschwindigkeit geht durch ein Maximum als Funktion der Temperatur. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve und die Last-Verschiebungs-Kurve fuer CT-Proben zeigen dieselbe Abhaengigkeit von Temperatur und Belastungsgeschwindigkeit. Demzufolge werden der Verlauf der Risswiderstandskurve und die technischen Rissinitiierungskennwerte von der Temperatur und der Belastungsgeschwindigkeit beeinflusst. Folglich kann die Temperatur- und Dehngeschwindigkeitsabhaengigkeit von Risswiderstandskurven im Bereich der Hochlagenzaehigkeit vorhergesagt werden, wenn das Festigkeits- und Verformungsverhalten des Werkstoffes bekannt ist. (orig.) / SIGLE / Available from TIB Hannover: F94B926+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische Informationsbibliothek / Bundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany) / DE / Germany

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