FORSCHUNG FVV- BERICHTE

Auszug

Für die Ermittlung von Dauerfestigkeitskennwerten einsatzgehärteter Werkstoffzustände wurde ein Versuchskonzept entwickelt, in dem dünnwandige Rohrproben unter zyklischem Innendruck in Kombination mit statischem Außendruck getestet werden. In der dünnen Wand konnten homogene Werkstoffeigenschaften mit Kohlenstoffgehalten von 0,18, 0,40, 0,55 und 0,70 % eingestellt werden (20 MnCrB5). Die Hauptbeanspruchungsrichtung in der druckbelasteten Rohrprobe ist senkrecht zur Hauptverformungsrichtung des Ausgangsmaterials (Stabstahl). Für alle einsatzgehärteten Werkstoffzustände wurden aufgrund der experimentellen Ergebnisse gleiche Dauerfestigkeiten von R = − ∞ bis R = 0, 5 angenommen mit einer Wechselfestigkeit von σ zdw = 490 MPa und einer Mittelspannungsempfindlichkeit von M = 0,75. Damit werden für Bauteile aus 20MnCrB5 mit Hauptbeanspruchungsrichtung senkrecht zur Stabstahlachse gleiche Schwingfestigkeitseigenschaften des Werkstoffes in der gesamten Einsatzhärteschicht bis in das Grundmaterial postuliert. Für Dauerfestigkeitsberechnung einsatzgehärteter Bauteile wurde das Örtliche Konzept mit dem Statistischen Größeneinfluss weiterentwickelt und an anhand von Dauerfestigkeitsversuchen an drei bauteilähnlichen Proben verifiziert. Es ergeben sich geringe Abweichungen der berechneten von den experimentellen Dauerfestigkeiten im Bereich von ±8 %. Wesentlichen Einfluss auf die Schwingfestigkeit haben die Eigenspannungen und die Größe des hochbeanspruchten Volumens Das Vorhaben wurde aus Mitteln des BMWi über die AiF (15170BR) finanziert.

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