Verbundprojekt: Auswirkung von struktureller und chemischer Heterogenität auf Verschleißfestigkeit und Ausbreitung von Ermüdungsrissen im Kontaktbereich von Rad und Schiene; Teilvorhaben: Mikrostrukturelle Simulation der Kontaktermüdung Rad/Schiene

Das vorgeschlagene Projekt widmet sich der Untersuchung struktureller Veränderungen von Stählen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und unterschiedlicher Herstellungsmethoden von Eisenbahnrädern unter verschiedenen Walzbedingungen. Von einem werkstoffwissenschaftlichen Standpunkt aus wird die Betriebssicherheit und Haltbarkeit des Rad-Schiene-Paares durch ein rationales Gleichgewicht von Verschleiß und Abriebfestigkeit gewährleistet. Ausreichende Abriebfestigkeit trägt zur langfristigen Erhaltung der Geometrie des Profils und zur korrekten Lastenverteilung im Kontaktbereich bei. Unter Bedingungen, bei denen das Metall entlang der Kontaktfläche lange Zeit Betriebslasten ausgesetzt ist, kommt es zu Veränderungen in der Struktur: Lokale Verformungen treten auf, Versetzungssättigung erfolgt und Ermüdungsrissbildung kann entstehen und sich entwickeln. Daher ist ein gewisser Verschleiß, der die Länge von Ermüdungsrissen von der Oberfläche reduzieren und destrukturiertes Metall entfernen kann, ein nützlicher Prozess. Abhängig von der chemischen und strukturellen Heterogenität kann die Reaktion auf Betriebsbedingungen unterschiedlich ausfallen. Die lokale Verteilung chemischer Elemente und struktureller Komponenten hängt vom Herstellungsverfahren eines Eisenbahnrades ab (massiv gewalzt oder gegossen). Das Vorhaben liefert einen wichtigen Beitrag zu Erhalt und Ausbau der wissenschaftlichen Forschungskapazitäten der ukrainischen Partner sowie zur Unterstützung beim nachhaltigen Wiederaufbau des Landes. Insbesondere die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in beiden Ländern steht hierbei im Vordergrund. Der Schwerpunkt des Projekts liegt dabei hauptsächlich in der Entwicklung und Etablierung neuer Materialien und Fertigungstechnologien.