Wechselverformung unlegierter Stähle

Die Ermüdung metallischer Werkstoffe bei Wechselbeanspruchung setzt das Auftreten plastischer Verformungen voraus. Diese Aussage gilt bei unlegierten Stählen auch dann, wenn die aufgeprägten Spannungsamplituden kleiner als die untere Streckgrenze sind. Es besteht daher ein großes praktisches Interesse an der Messung der im Anfangsstadium einer Wechselbeanspruchung entstehenden plastischen Dehnungen. Dazu werden die während des Durchlaufens einzelner Lastwechsel von den Versuchsproben ertragenen Spannungen und die resultierenden Dehnungen aufgenommen und gegeneinander aufgetragen. Solange sich der Werkstoff rein elastisch verformt, ergibt sich dabei die sogenannte Hookesche Gerade (Bild 59-1 links). Treten dagegen während eines Lastwechsels plastische Deformationen auf, so wird an der Versuchsprobe Verlustarbeit geleistet, und es entsteht als Spannungs-Dehnungs-Zusammenhang eine Hysteresisschleife (Bild 59-1 rechts). Diese ist charakterisiert durch die Spannungsamplitude σ

a

, die Totaldehnungsamplitude ε

a, t

und die Fläche