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Das Master Curve (MC) Konzept nach ASTM E1921 wird momentan u.a. in der Kerntechnik für die bruchmechanische Sicherheitsbewertung ferritischer Stähle eingesetzt. Für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) fehlt jedoch eine Validierung dieser Methode und ggf. eine systematische Überprüfung möglicher Modifikationen grundlegender Ansätze des MC-Konzepts. Aus diesem Grund soll in einem kürzlich gestarteten BMUV-Verbundprojekt zwischen der MPA Stuttgart und der BAM Berlin die Anwendbarkeit des MC-Konzepts auf GJS bei dynamischer Beanspruchung untersucht werden. Ziel ist es, eine effektive und effiziente Methodik bereitzustellen, mit der mittels einer vergleichsweise kleinen Stichprobe bruchmechanischer Kleinproben eine Referenztemperatur T0 zur werkstoffspezifischen Temperaturjustierung der MC ermittelt werden kann.
In dem Vortrag werden der Forschungsansatz, die Ziele, das Untersuchungsprogramm und die erwarteten Ergebnisse des BMUVForschungsvorhabens MCGUSS "Untersuchung des Master Curve-Konzeptes für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit" vorgestellt. Mit Blick auf bruchmechanische Sicherheitsbewertungen in der Kerntechnik werden Stähle momentan mit dem deterministischen ASME Referenzkurvenkonzept, ergänzt durch das probabilistische Master Curve-Konzept nach ASTM E1921, bewertet. Das Master Curve-Konzept wird bereits für die Bewertung von ferritischen Schmiedestahlbehältern verwendet.
Bewertungsmethoden für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit sind im Moment unvollständig. Normen wie die nationale BDG-Richtlinie P300 oder der internationale ASME-Code, Sect. III, Div. 3, WC-2330 decken Sprödbruch nicht ausreichend ab. Die Verwendung des Master Curve-Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit würde eine bruchmechanische Bewertung via einer KJc,d Verteilung erlauben und gleichzeitig Größeneffekte und einen Temperaturbereich von 100 K berücksichtigen.
In einem laufenden Kooperationsprojekt zwischen der BAM Berlin und der MPA Stuttgart wird das probabilistische Master Curve (MC) Konzept nach ASTM E1921 hinsichtlich seiner Übertragbarkeit auf ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (DCI) untersucht. Zielsetzung ist die Bereitstellung einer Vorgehensweise zur Bestim-mung und Bewertung der dynamischen Bruchzähigkeit von DCI im Übergangsbe-reich. In diesem Beitrag wird der Versuchswerkstoff der Festigkeitsklasse GJS-400 näher vorgestellt. Ferner werden erste Ergebnisse von zwei bruchmechanischen Versuchsserien an SE(B)140-Großproben bei Belastungsraten von ca. 6∙104 MPa√ms-1 bei -40 °C und 60 °C präsentiert.