Bearbeitungseigenspannungen, Randschichtschaedigungen und Festigkeiten geschliffener Al_2O_3- und ZrO_2-Keramiken

The document reports on the examination of ceramic specimens, Al_20_3 and TZ-3Y, for modifications induced through grinding in the surface layer and their effects on the specimens' bending fracture strength. The samples examined are one polished specimen each and three specimens each treated by different grinding. For differentiation between the effects of residual stresses due to machining and those resulting from surface layer damage, one specimen batch each of the various groups was subjected to residual stress-relief heat treatment, the treatment modes being selected on the basis of experimental data describing the thermal relief of machining-induced residual stresses. Determination of the residual stress curves in surface and near-surface layers was done by X-ray radiography. Four-point bending tests were performed for determination, evaluation and statistical verification of the bending fracture strength, in relation to the degradation-inducing defects. For characterisation of the treated surfaces, the microstructures and fracture surfaces, optical microscopy and electron microscopy were applied. The experimental results were evaluated by means of fracture-mechanics approaches and are explained in the concluding part of the document. (orig./CB)In der vorliegenden Arbeit wurden an keramischen Proben aus Al_2O_3 und TZ-3Y die Auswirkungen der beim Schleifen erzeugten Randschichtveraenderungen auf die Biegebruchfestigkeiten untersucht. Dazu wurden jeweils ein polierter und drei unterschiedlich geschliffene Probenzustaende betrachtet. Zur Separation der Einfluesse von Bearbeitungseigenspannungen und Randschichtschaedigungen wurde jeweils eine Probencharge pro Zustand nach der Hartbearbeitung eigenspannungsarmgeglueht. Die Eigenspannungsarmgluehung erfolgte auf der Basis von Untersuchungen zum thermischen Abbau der Bearbeitungseigenspannungen. Die Bestimmung der oberflaechennahen Eigenspannungstiefenverlaeufe wurde roentgenographisch durchgefuehrt. Die Biegebruchfestigkeiten wurden statistisch abgesichert in 4-Punkt-Biegeversuchen, jeweils unter Beruecksichtigung der versagenausloesenden Fehler ermittelt und bewertet. Zur Charakterisierung der bearbeiteten Oberflaechen, der Gefuege sowie der Bruchflaechen wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen eingesetzt. Die experimentellen Befunde wurden mit Hilfe bruchmechanischer Ansaetze bewertet. (orig./MM)Available from TIB Hannover: RR 1575(21) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman