Mikrospannungen in vielkristallinen und heterogenen Werkstoffen

Das Buch vermittelt den derzeitige Kenntnisstand über die Berechnung, die Ermittlung und die Bewertung von Mikroeigenspannungen in vielkristallinen und heterogenen Werkstoffen. Diese Spannungszustände bilden sich aufgrund von mechanischen oder thermischen Einwirkungen zwischen den verschiedenen Gefügebestandteilen des Materials aus und kompensieren sich gegenseitig innerhalb mikroskopischer Volumina.

In den ersten Kapiteln wird auf die verschiedenen Arten der Mikroeigenspannungen sowie auf ihre Ursachen und Kompensation eingegangen. Anschließend werden die Modelle und Verfahren zur Berechnung und Simulation von Mikrospannungen behandelt, die durch Verformung oder thermische Einwirkung hervorgerufen werden. Die folgenden Kapitel beschäftigen sich dann mit den prinzipiellen Zusammenhängen zwischen den Eigenspannungen und den experimentell zugänglichen Messgrößen. Für die Eigenspannungsbestimmung durch Beugungsverfahren werden diese Zusammenhänge detailliert dargestellt und die Effekte von Texturen, Spannungs- und Gefügegradienten, von Oberflächenanisotropien und der Relaxation an der Oberfläche untersucht. Dies ist Voraussetzung für die Auswertung experimenteller Ergebnisse und die Interpretation der Messdaten, womit sich die anschließenden Kapitel beschäftigen. Neben der Bestimmung der Phasenspannungen, der Auswertung von Linienprofilen und der Trennung von Spannungen in Makro- und Mikroanteile werden die Spannung-Orientierung-Funktionen (SOF) behandelt, mit denen sich die Abhängigkeit der Spannungstensoren der Kristallite von der Orientierung ihrer Kristallgitter innerhalb der Probe beschreiben lässt. Hierfür steht eine neuentwickelte Auswertemethode zur Verfügung, die ausführlich hergeleitet und an Beispielen erläutert wird. Viele weitere Beispiele zeigen das Auftreten und den Einfluss von Mikrospannungen, hervorgerufen durch Oberflächenbearbeitungen, Fügeverfahren, Verformungen und Wärmebehandlungen. Das abschließende Kapitel diskutiert dann die Stabilität von Mikrospannungen bei schwingender Beanspruchung und die Auswirkungen auf die Lebensdauer von Bauteilen.