Da sich innere - in einem Bauteil schon vorhandene - Spannungen und von
außen aufgebrachte Lastspannungen überlagern, spielen sie bei der
Sicherheitsauslegung eines Bauteils eine entscheidende Rolle. Einerseits sind
sie negativ; sie können Ursache für ein unerwartetes Bauteilversagen sein,
andererseits sind sie positiv; sie werden gezielt in ein Bauteil eingebracht,
damit sie zu einer Verbesserung des Werkstoffverhaltens unter bestimmten
Beanspruchungsbedingungen führen. Es wird je nach Reichweite der
Spannungsfelder zwischen Mikro- und Makroeigenspannungen unterschieden.
Die Entstehungsursachen von Eigenspannungen sind vielfältig:
Mit monochromatischer Röntgenstrahlung können ebene Spannungszustände
zerstörungsfrei nur in der Bauteiloberfläche, bis zu einer Tiefe von <20 µm
bestimmt werden. Das Prinzip der röntgenographischen Spannungsbestimmung beruht
auf der Messung von Netzebenenständen des atomaren Kristallgitters, denen
mittels bekannter elastischer Konstanten Spannungen zugeordnet werden.
Makroeigenspannungen
Sie werden nach dem sin²-y-Verfahren bestimmt. Der Werkstoff muss weitgehend
texturfrei und feinkristallin sein.
Mikroeigenspannung
Beispielhaft sei hier die Bestimmung der Gitterfehlpassung am Beugungsprofil
von zweiphasigen, einkristallinen Nickelbasis-Werkstoffen genannt.
Beugungsprofil des zweiphasigen, einkristallinen Werkstoffes CMSX-4 mit Mikroeigenspannungen in den Phasengrenzflächen aufgrund einer Gitterfehlpassung der beiden Phasen.
Fachbereich 5.1 | Phasenanalytik
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