Ermüdung Artverschiedener Stähle Unter Druckwasserstoff

Für die Stähle X2CrNi19-11 und X3CrNiMo13-4 sowie für eine Schweißverbindung des Stahls X8Ni9 sollte das Ermüdungsverhalten im LCF-Bereich (Lower Cycle Fatigue) unter Einwirkung von Druckwasserstoff ermittelt werden. Dazu wurden spannungs kontrolliert gefahrene Zugschwellversuche an gekerbten Rundzugproben durchgeführt. Beim austenitischen Stahl X2CrNi19-11 war der Einfluss von Nickelgehalt und Kaltverformung zu untersuchen. Für die Schweißverbindung aus dem kaltzähen ferritischen Stahl X8Ni9 lag der Fokus darauf, den Bereich (Grundwerkstoff, Wärmeeinflusszone oder Schweißgut) zu finden, der am empfindlichsten auf Wasserstoff reagiert. Für den weichmartensitischen Stahl X3CrNiMo13-4 war die Auswirkung einer durch geeignete Wärmebehandlung abgesenkten Dehngrenze zu ermitteln.

Wie die Ergebnisse zeigen, wird beispielsweise bei Varianten des Werkstoffs X2CrNi19-11 mit zunehmendem Nickelgehalt der Einfluss von Wasserstoff auf das Verformungsverhalten bei langsamer Zugbeanspruchung und auf das Ermüdungsverhalten geringer. Dabei tritt dieser Effekt bei Raumtemperatur bereits bei niedrigeren Nickelgehalten ein als bei tieferer Temperatur. Das Vorhaben wurde aus Mitteln der Stiftung Stahlanwenderforschung/AVIF-Nr. A246 finanziert.

Forschungsstelle: Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart

Obmann: Dr.-Ing. Thorsten Michler, Adam Opel AG

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Gefüge des Werkstoffs X2CrNi19-11 (Quelle: Adam Opel AG)

Optimierungspotenziale Durch Verbessertes Thermomanagement im Motorraum

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Auslegungswerkzeugs für Kühlsysteme, das alle relevanten Wärmequellen und -senken sowie den Motorraum des Kraftfahrzeugs beinhaltet. Dieses Auslegungswerkzeug ist zur Optimierung des Gesamtsystems schon in einer frühen Phase der Fahrzeugentwicklung einsetzbar, noch bevor Bauteile oder Versuchsdaten des Fahrzeugs zur Optimierung des Thermomanagements verfügbar sind.

Durch effiziente Ausnutzung aller Wärmequellen im Fahrzeug kann insbesondere in der Warmlaufphase der Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert werden. Hierzu wurde ein aus Fahrzeug- und Motormodell bestehendes Simulationsmodell erstellt, welches das Gesamtfahrzeug mithilfe numerischer Simulation in Matlab/Simulink und Flowmaster erfasst und das in der Lage ist, instationäre Fahrzustände zu berechnen. Das Vorhaben wurde aus FVV-Eigenmitteln finanziert.

Forschungsstelle: Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK), Uni Stuttgart

Obmann: Dr.-Ing. Johann Betz, Audi AG