Werkstoffeigenschaften nach besonderer Wärmebehandlung

FKM 1995 Vorhaben Nr. 198
Abschlußbericht
Kurzfassung:

Das Kurzvorhaben Vereinheitlichung von Proben für Schwingversuche wurde als Fragebogenaktion durchgeführt. Mit dem Fragebogen wurde versucht, umfassende Informationen zu gegenwärtig verwendeten Probenformen zu bekommen. Hierbei wurde der Frage nach vorliegenden Erfahrungen mit den jeweiligen Probenformen besondere Bedeutung zugemessen. Die ermittelten Daten werden im Bericht im überwiegenden Fall kommentarlos wiedergegeben. So fehlten teilweise Angaben zur Formzahl Kt und deren Bestimmung. Formzahlen unterscheiden sich je nach Bestimmungsverfahren aber nicht unerheblich. Insgesamt wurde die Frage nach den mit den Proben gesammelten Erfahrungen nur unbefriedigend beantwortet. Dies mag einerseits daran liegen, dass gewisse Notwendigkeiten bei der Durchführung von Schwingversuchen als selbstverständlich betrachtet werden und andererseits eine verständliche Scheu mit der Beantwortung dieser Frage einhergeht, wenn ungünstige Erfahrungen vorliegen. Die eingegangenen Fragebögen befassten sich ausschließlich mit den Probenformen Werkstoffprobe (glatter Rundstab, glatter Flachstab, incl. LCF-Proben) sowie Kerbstab als bauteilähnliche Probe. In der Mehrzahl aller Fragebögen wurden Daten zu LCF-Proben mitgeteilt. Für Werkstoffuntersuchungen an glatten Proben in spannungs- oder dehnungsgeregelten Versuchen wurde die von der IABG entwickelte Probenform mit Radienfolge zur Nachbildung des überganges von Einspannende in den Prüfquerschnitt, bei welcher die Prüflänge selbst durch einen großen Radius gebildet wird, empfohlen. Mit dieser Probenform wird eine Formzahl Kt = 1,0 erreicht. Brüche im übergangsbereich wurden fast immer vermieden. Zu gleichen Ergebnissen führen Freiformenübergänge, die mit der GAG-Methode (Computer Aided Optimization) in Verbindung mit FE-Analysen abgeleitet werden können. Da aber generell die Probenqualität und die Fertigungskosten in Konkurrenz stehen, bleibt die Probenwahl eine Fallentscheidung. Bestimmende Randbedingungen sind hierbei u. a. die vorhandenen Prüfmaschinen und Einspannungen, die Kosten der Probenfertigung in Abhängigkeit von der Probenzahl und die notwendige Messtechnik. Der vorliegende Bericht spricht deshalb Empfehlungen aus und zeigt Strategien auf, die auf vorliegenden Erfahrungen beruhen und eine Vereinheitlichung der Proben auf dem Gebiet der Schwingfestigkeit ermöglichen sollen. Dies kann jedoch nur auf Basis einer möglichst breiten Akzeptanz durch die beteiligten Firmen und Institute gelingen. Berichtsumfang: 40 Textseiten incl. Bilder und Tabellen, 101 Probenformen Beginn der Arbeiten: 01. 01. 1995 Ende der Arbeiten: 31.12.1995 Zuschussgeber: FKM-Eigenmittel Forschungsstelle: Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (lfB) Technische Universität Clausthal (TUC) Leitung: Prof. Dr.-lng. H. Zenner Verfasser: Dr.-lng. H. Buschermöhle (lfB) Obmann des Arbeitskreises: Dr.-lng. C. Gerdes, ABB Kraftwerke AG, Baden Dipl.-lng. M. Lüdeke, Audi AG, Ingolstadt Vorsitzender des Beirates: Prof. Dr.-lng. H. Kipphan, Heidelberger Druckmaschinen, Heidelberg Vorhaben Nr. 135 Werkstoffeigenschaften nach besonderer Wärmebehandlung {Kurzzeitenitisierung} Abschlußbericht (Band 2)
Kurzfassung:
Gegenstand der vorliegenden Untersuchung ist die experimentelle Bestimmung der reinen Werkstoffeigenschaften, wie sie in den unterschiedlichen Randabständen von induktiv randschicht- gehärteten Bauteilen vorliegen. Untersucht wurden monotone und zyklische Kennwerte der Werkstoffvarianten 100 Cr 6 GKZ, 42 CrMo 4 V, 44 MnSiVS 6 BY und Ck 45 N nach verschiedenen Kurzzeitaustenitisierungs- und Anlassbehandlungen. Die Ermittlung der Werkstoffkennwerte erfolgte an glatten, dünnen, zylindrischen Proben, in deren Probenvolumen nach einer temperaturgesteuerten Induktionserwärmung ein zeitlich und räumlich homogen austenitisiertes Gefüge in einem weitgehend eigenspannungs- freien Zustand vorlag. Die Variation der Austenitisierungsbedingungen (15 -17 je Werkstoffvariante) erfolgte durch unterschiedliche Wahl der Parameterkombinationen von Austenitisierungstemperatur und -dauer. Weiterhin wurden umfangreiche röntgensgraphische und metallographische Untersuchungen der Gefüge vorgenommen. Im folgenden ist die Abhängigkeit der reinen Werkstoffeigenschaften von den bei der Kurzzeitaustenitisierung vorliegenden Austenitisierungsbedingungen für die vier untersuchten Werkstoffe erstmals umfassend dargestellt. Die Darstellung schließt Bildreihen von licht- und rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der Gefüge und Bruchflächen mit ein.

Berichtsumfang:
412 S., 362 Abb., 9 Lit. (3 Bände)
Beginn der Arbeiten:
01.07.1989
Ende der Arbeiten:
30. 06. 1995
Zuschussgeber:
AVIF-Nr. A33
Forschungsstelle:
Institut für Werkstoffkunde, Technische Hochschule Darmstadt
Leitung:
Prof. Dr.-lng. K.H. Kloos
Bearbeiter und Verfasser:
Dr.-lng. P. Braisch Dipl.-lng. J. Rollmann
Obmann des Arbeitskreises:
Dr.-lng. H. Schlicht und Dr.-lng. H.-W. loch FAG Schweinfurt
Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg