Strukturmechanische Grundlagen der Werkstoffermüdung

Der gegenwärtige Stand der Ermüdungsforschung ist durch eine Fülle sowohl grundlagen‐ als auch anwendungsorientierter Einzelarbeiten gekennzeichnet. Trotzdem erscheint es zur Zeit nicht möglich, eine geschlossene Theorie des Ermüdungsverhaltens metallischer Werkstoffe in nächster Zukunft zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick geben über die hinreichend gesicherten Erkenntnisse auf dem Gebiet der Metallermüdung. Die Forschungstätigkeit der letzten zwei Jahrzehnte führte zur Entwicklung einiger Ordnungskriterien für die vielfältigen experimentellen Ergebnisse sowie zu einigen quantitativen Abschätzungsverfahren. Für die einzelnen Ermüdungsstadien, den Anfangsbereich, den Rißbildungsbereich, die Rißausbreitung und den Restbruch werden einige wichtige Ergebnisse vorgestellt und diskutiert. Plastische Verformung ist die Voraussetzung für das Auftreten eines Ermüdungsbruchs bei metallischen Werkstoffen. Sie führt in der anrißfreien Phase der Ermüdung zu einer Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs sowie zur Bildung besonderer Oberflächenverformungsstrukturen, die bevorzugt Ausgangspunkte für Ermüdungsrisse sind. Auch die Rißausbreitungsphase ist durch das Auftreten von plastischen Deformationen charakterisiert und erfordert eine hinreichend große Zugspannungskomponente. Strukturabhängige Werkstoffkenngrößen wirken sich insbesondere in der anrißfreien Phase des Ermüdungsvorgangs aus.