Statisches und zyklisches Ermüdungsverhalten umwandlungsverstärkter ZrO 2-Werkstoffe:
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Karlsruhe
IKM
1996
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| Schriftenreihe: | Institut für Keramik im Maschinenbau <Karlsruhe>: IKM-Schriftenreihe
16 |
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
I
1.
EINLEITUNG
UND
ZIELSETZUNG
1
2.
LITERATURUEBERSICHT
2
2.1
UMWANDLUNGSVERHALTEN
VONZRO2
2
2.1.1
DIE
T-M
UMWANDLUNG
2
2.1.2
WEITERE
MODIFIKATIONEN
DES
ZRC 2
5
2.2
MECHANISMEN
ZUR
ZAEHIGKEITSSTEIGERUNG
6
2.2.1
VERSTAERKUNGSMECHANISMEN
6
2.2.2
UMWANDLUNGSVERSTAERKUNG
UND
R-KURVENVERHALTEN
7
2.2.2.1
R-KURVENVERHALTEN
VON
ZRC 2
9
2.3
ERMUEDUNGSVERHALTEN
11
2.3.1
UNTERKRITISCHES
RISSWACHSTUM
11
2.3.2
ZYKLISCHES
ERMUEDUNGSVERHALTEN
12
3.
DURCHFUEHRUNG
UND
AUSWERTUNG
DER
EXPERIMENTE
18
3.1
PROBENHERSTELLUNG
18
3.1.1
AUSGANGSPULVER
(CHARAKTERISIERUNG)
18
3.1.2
FORMGEBUNG
UND
SINTERUNG
18
3.1.3
NACHVERDICHTUNG
VON
2Y
UND
3Y-TZP
(N-HIP)
19
3.1.4
SCHLEIFBEDINGUNGEN
19
3.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
HERGESTELLTEN
MATERIALIEN
20
3.2.1
GEFUGEUNTERSUCHUNG
20
3.2.2
PHASENANALYSE
20
3.2.3
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
21
3.2.3.1
BESTIMMUNG
DES
E-MODULS
21
3.2.3.2
VICKERS
HAERTE
21
3.2.3.3
RISSZAEHIGKEIT
(KJ
C
)
UND
R-KURVENVERHALTEN
21
3.2.3.4
AUSGANGSFESTIGKEITSVERTEILUNG
23
3.3
PRUEFTECHNIK
23
3.3.1
STATISCHE
ERMUEDUNGSUNTERSUCHUNGEN
23
3.3.2
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSUNTERSUCHUNGEN
24
3.3.3
IN-SITU
VERSUCHE
25
3.3.3.1
PIEZOGESTEUERTE
BIEGEPRUEFEINRICHTUNG
26
3.3.3.2
ANLAGE
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
PROBEN
MIT
NATUERLICHEN
ANRISSEN
27
3.4
BESTIMMUNG
VON
RISSGESCHWINDIGKEITSKURVEN
27
4.
ERGEBNISSE
29
4.1
PROBENHERSTELLUNG
29
4.2
CHARAKTERISIERUNG
30
4.2.1
9CE-TZP-WERKSTOFFE
30
4.2.1.1
GEFUEGE
30
4.2.1.2
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
30
4.2.1.2.1
E-MODUL
UND
HAERTE
30
4.2.1.2.2
R-KURVENVERHALTEN
31
4.2.1.2.3
AUSGANGSFESTIGKEITSVERTEILUNG
32
SEITE
II
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2
GESINTERTE
2
Y-TZP-WERKSTOFFE
35
4.2.2.1
GEFUEGE
35
4.2.2.2
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
35
4.2.2.2.1
E-MODUL,
HAERTE
UND
RISSZAEHIGKEIT
35
4.2.2.2.2
AUSGANGSFESTIGKEITSVERTEILUNG
36
4.2.3
NACHVERDICHTETE
2Y
UND
3Y-TZP
MATERIALIEN
37
4.2.3.1
GEFUEGE
37
4.2.3.2
AUSGANGSFESTIGKEITSVERTEILUNG
37
4.3
STATISCHES
UND
ZYKLISCHES
ERMUEDUNGSVERHALTEN
40
4.3.1
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
DER
9CE-TZP
WERKSTOFFE
40
4.3.1.1
STATISCHE
UND
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
40
4.3.1.2
UEBERLAGERUNG
STATISCHER
UND
ZYKLISCHER
ERMUEDUNGSEFFEKTE
45
4.3.1.3
ZEITABHAENGIGKEIT
DER
DEGRADATIONSEFFEKTE
46
4.3.1.4
TEMPERATUREINFLUSS
AUF
DIE
ERMUEDUNGSANFALLIGKEIT
47
4.3.1.5
PHASENUMWANDLUNGSVERHALTEN
48
4.3.1.6
IN-SITU
UNTERSUCHUNGEN
50
4.3.1.6.1
RISSINITIIERUNG
IN
UMWANDLUNGSBAENDEM
50
4.3.1.6.2
RISSFORTSCHRITT
51
4.3.2
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
GESINTERTER
2Y-TZP-WERKSTOFFE
54
4.3.2.1
STATISCHE
UND
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
54
4.3.2.2
FRAKTOGRAPHISCHE
NACHUNTERSUCHUNG
58
4.3.2.3
UEBERLAGERUNG
STATISCHER
UND
ZYKLISCHER
ERMUEDUNGSEFFEKTE
60
4.3.2.4
PHASENUMWANDLUNGSVERHALTEN
61
4.3.3
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
NACHVERDICHTETER
2Y
UND
3
Y-TZP-WERKSTOFFE
62
4.3.3.1
ERMUEDUNGSVERHALTEN
SPANNUNGSARMGEGLUEHTER
2
Y-TZP
WERKSTOFFE
62
4.3.3.2
FRAKTOGRAPHISCHE
NACHUNTERSUCHUNG
65
4.3.3.3
ERMUEDUNGSVERHALTEN
VON
2Y-TZP
MIT
BEARBEITUNGSBEDINGTEN
EIGEN
66
SPANNUNGEN
4.3.3.4
ERMUEDUNGSEIGENSCHAFTEN
VON
3Y-TZP
67
4.3.3.5
PHASENUMWANDLUNGSVERHALTEN
69
5.
DISKUSSION
70
5.1
AUSWERTUNG
DER
ERMUEDUNGSVERSUCHE
MIT
V-KJ-KURVEN
70
5.1.1
ANWENDBARKEIT
DER
MODIFIZIERTEN
LEBENSDAUERMETHODE
70
5.1.2
LEBENSDAUERPROGNOSEN
MIT
HILFE
VON
V-KJ-KURVEN
FUER
MATERIALIEN
OHNE
71
FESTIGKEITSSTEIGEMDE
EFFEKTE
5.1.3
LEBENSDAUERPROGNOSEN
MIT
HILFE
VON
V-KJ-KURVEN
FUER
MATERIALIEN
MIT
73
FESTIGKEITSSTEIGEMDEN
EFFEKTEN
5.2
URSACHE
DES
FESTIGKEITSANSTIEGS
BEI
MECHANISCHER
LANGZEITBEANSPRUCHUNG
76
5.3
AUSWIRKUNG
DES
HEISSISOSTATISCHEN
NACHVERDICHTUNGSPROZESSES
UND
DER
WAERME
77
BEHANDLUNG
AUF
DAS
ERMUEDUNGSVERHALTEN
5.4
EINFLUSS
VON
EIGENSPANNUNGEN
AUF
DAS
ERMUEDUNGSVERHALTEN
82
5.5
ERMUEDUNGSRESISTENZ
IN
ABHAENGIGKEIT
DES
GEFUEGES
83
*
5.5.1
ANALYSE
DER
ERMUEDUNGSDATEN
MIT
SCHWELLWERTEN
(K
J0
/
K
IC
)
83
5.5.2
GEFUEGEABHAENGIGES
ERMUEDUNGSVERHALTEN
CEO
2
-STABILISIERTER
ZRO
2
-WERK
85
STOFFE
5.5.3
GEFUEGEEINFLUSS
AUF
DAS
ERMUEDUNGSVERHALTEN
VON
2
Y-TZP-WERKSTOFFEN
86
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
III
5.6
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSMECHANISMEN
89
5.6.1
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSMECHANISMEN
DER
9CE-TZP-WERKSTOFFE
89
5.6.2
ZYKLISCHE
ERMUEDUNGSMECHANISMEN
Y2O3-STABILISIERTER
WERKSTOFFE
91
5.6.2.1
EINFLUSS
DER
BEANSPRUCHUNGSART
AUF
DIE
FESTIGKEITSSTEIGEMDEN
EFFEKTE
91
5.6.2.2
POTENTIELLE
ZYKLISCHE ERMUEDUNGSMECHANISMEN
FUER
Y-TZP
94
6.
ZUSAMMENFASSUNG
97
7.
LITERATURVERZEICHNIS
101 |
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