Accessible Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter May 28, 2013

Charpy V-Notch Impact Behaviour of Structural Steels Subjected to Specific Manufacturing Conditions

Part II: Notch Manufacturing Conditions

Kerbschlagbiegeverhalten von Konstruktionsstählen in definierten Fertigungszuständen – Teil II: Einfluss der Kerbfertigung
Joachim E. Hoffmann, Mario D. Elicker, Helmut Clemens, Johann Lambert, Christoph Behr and Heinz Ney
From the journal Materials Testing

Abstract

The influence of notch manufacturing on the Charpy V-notch impact behaviour is undesirable and impairs the informative value of the V-notch impact tests. For this reason, specific investigations are carried out in the present part II to resolve more precisely the influence of specifically varied notch manufacturing conditions – surface work hardening, roughness, and residual stresses – on the Charpy V-notch impact behaviour of steel specimens. Here, a solid starting point is provided by the effects of significant geometric parameters on the impact energy (part I), which were obtained from specimens of the same steels manufactured under approximately constant conditions. Specifically varied notch manufacturing conditions (part II) can, as shown, exert an influence on the notch impact energy. The notch impact energy decreases with increasing roughness of the notch root surface and similarly with increasing surface work hardening. Residual stresses caused by manufacturing have virtually no influence. Thus for practical purposes, manufacturing of the notched specimen should be carried out under constant and specified conditions. Attention must be paid to wear of the employed cutting tools.

Kurzfassung

Einflüsse der Kerbfertigung auf das Kerbschlagbiegeverhalten sind unerwünscht und für die Aussagekraft des Kerbschlagbiegeversuchs störend. Zur genaueren Klärung erfolgen deshalb im vorliegenden Teil II gezielte Untersuchungen zum Einfluss definiert variierter Kerbfertigungszustände – Randschichtverfestigung, Rauheit, Eigenspannungen – auf das Kerbschlagbiegeverhalten von Stahlproben. Eine gute Ausgangsbasis bieten hier die an den gleichen Stählen ermittelten Auswirkungen wichtiger Geometrieparameter auf die Kerbschlagarbeit (Teil I), und zwar bei näherungsweise konstanten Fertigungszuständen. Gezielt variierte Kerbfertigungszustände (Teil II) können, wie sich zeigt, einen Einfluss auf die Kerbschlagarbeit ausüben. Mit Zunahme der Rauheit an der Kerbgrundoberfläche und ebenso mit Zunahme der Randschichtverfestigung fällt die Kerbschlagarbeit ab. Fertigungsbedingte Eigenspannungen wirken sich praktisch nicht aus. In der Praxis sollte somit die Kerbprobenfertigung unter konstanten und definierten Bedingungen erfolgen. Auf den Verschleiß der verwendeten Werkzeuge ist zu achten.


Prof. Dr.-Ing. Joachim Ernst Hoffmann, born 1953, studied Mechanical Engineering at the Fachhochschule des Saarlandes in Saarbrücken and at the Universität Karlsruhe (TH). He was subsequently a scientific appointee at the Institute for Materials Science at the Universität Karlsruhe (TH) from 1979 to 1984 where he received his doctorate. Thereafter he joined the company Robert Bosch GmbH in Stuttgart as a scientific officer. He later worked as a group leader on the development of electronic fuel pumps. In 1988 he was appointed to a chair at the Fachhochschule Kaiserslautern in the department of Materials Science.

Dipl.-Ing. (FH) Johann Lambert, born in 1943, studied Ferritic Metallurgy in Duisburg. From 1972 he worked in the metallurgy department of AG Dillinger Hüttenwerke and retired on 1st March 2008.

Dipl.-Ing. Christoph Behr, born in 1963, studied Materials Science at the University of the Saarland, Saarbrücken. He has worked in the metallurgy department of AG Dillinger Hüttenwerke since 1992.

Dipl.-Ing. Heinz Ney, born in 1962, studied Materials Science at the University of Saarbrücken. He has worked in the metallurgy department of the AG Dillinger Hüttenwerke since 1989.

Dipl.-Ing. (FH) Mario Dieter Elicker, born in 1969, studied Mechanical Engineering at the Fachhochschule Kaiserslautern, Division of Applied Engineering Sciences and specialised in Automotive Engineering/Lightweight Structures. At the present time, he is working as an assistant in the field of materials science and composite materials in the same division.

Prof. Dr.-Ing. Helmut Clemens, born 1950, studied Mechanical Engineering at the Fachhochschule in Kaiserslautern and at the Universität Karlsruhe (TH). He was subsequently a scientific appointee at the Institute for Technical Mechanics at the Universität Karlsruhe (TH) from 1978 to 1983 were he received his doctorate. Thereafter he worked for the Technischen Überwachungsverein Pfalz e.V. (TÜV) as a technical expert. In 1986 he was appointed to a chair at the Fachhochschule Kaiserslautern in the department of Technical Mechanics.


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Published Online: 2013-05-28
Published in Print: 2010-02-01

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