Verbesserung des Dauerschwingverhaltens hochfester Stähle durch gezielte Eigenspannungserzeugung:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 5]
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| adam_text | Titel: Verbesserung des Dauerschwingverhaltens hochfester Stähle durch gezielte Eigenspannungserzeugung
Autor: Sollich, Alfred
Jahr: 1994
- V - Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung und Ziel der Arbeit 1 2. Kenntnis stand 3 2.1 Auswirkungen von Eigenspannungen bei Schwingbeanspruchung 3 2.1.1 Definition von Eigenspannungen 3 2.1.2 Einfluß von Eigenspannungen auf das Dauerschwingverhalten 3 2.1.3 Einfluß einer Schwingbeanspruchung auf den Eigenspannungszustand 6 2.2 Eigenspannungserzeugung durch Schleifen und durch Kugel- 8 strahlen 2.2.1 Schleifinduzierte Eigenspannungen 8 2.2.1.1 Besonderheiten bei der röntgenographischen Ermittlung von 8 Schleifeigenspannungen 2.2.1.2 Eigenspannungserzeugender Mechanismus beim Schleifen 10 2.2.2 Kugelstrahlinduzierte Eigenspannungen 16 2.2.2.1 Kenngrößen beim Kugelstrahlen 16 2.2.2.2 Eigenspannungserzeugender Mechanismus beim Kugelstrahlen 17 2.3 Auswirkungen einer Schleifbearbeitung oder Kugelstrahlbehand- 22 lung auf die Schwingfestigkeit 2.3.1 Einflußgrößen auf das Dauerschwingverhalten 22 2.3.2 Berechnung der örtlichen Dauerfestigkeit auf der Grundlage 24 von Eigenspannungs- und Härtetiefenverläufen 2.3.3 Beispiele für eine gezielte Ausnutzung von Druckeigenspan- 26 nungen zur Verbesserung der Schwingfestigkeit 3. Werkstoffe, Probenformen und Wärmebehandlung 29 3.1 Chemische Zusammensetzung der Probenwerkstoffe 29 3.2 Probenformen 29 3.3 Wärmebehandlung der Probenwerkstoffe 30 3.4 Festigkeitskennwerte der wärmebehandelten Schwingproben- 34 Werkstoffe
- VI - 4. Versuchseinrichtung und Versuchsdurchführung 36 4.1 Bearbeitung der Probenoberflächen durch Schleifen 36 4.1.1 Schleifmaschine 36 4.1.2 Schleifbearbeitungen mit Korund 37 4.1.3 Schleifbearbeitungen mit kubischem Bornitrid 38 4.2 Behandlung der Probenoberflächen durch Kugelstrahlen 40 4.3 Ermittlung der Oberflächen- und Randschichteigenschaften 40 4.3.1 Röntgenographische Messungen 40 4.3.1.1 Eigenspannungsmessungen 40 4.3.1.2 Ermittlung von Eigenspannungstiefenverläufen 42 4.3.1.3 Eigenspannungsveränderungen bei Schwingbeanspruchung 43 4.3.2 Härte- und Rauhtiefenmessungen 43 4.4 Biegewechseluntersuchungen und Fraktographie 44 4.4.1 Biegewechselmaschinen 44 4.4.2 Auswertung der Biegewechselversuche 44 4.4.3 Fraktographische Beurteilung von Schwingbruchflächen und 45 Ermüdungsrissen 4.5 Versuchsdurchführung in korrosiver Umgebung 46 4.5.1 Korrosionsverhalten von vergüteten und gehärteten Ck45-Proben 47 4.5.2 Biegewechselversuche in künstlichem Meerwasser 48 4.5.2.1 Versuchsaufbau 48 4.5.2.2 Durchführung der potentiostatisch kontrollierten SwRK - 49 Versuche 5. Versuchsergebnisse 52 5.1 Zugeigenspannungserzeugung durch Schleifen mit Korund 52 5.1.1 Rand schichtunter suchungen 52 5.1.1.1 Eigenspannungszustände 52 5.1.1.2 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 54 5.1.1.3 Rauhtiefenmessungen 54 5.1.2 Biegewechselversuche 55
- VII - 5.2 Druckeigenspannungserzeugung durch Schleifen mit CBN 57 5.2.1 Randschichtuntersuchungen an Proben aus Ck45 mit unter- 57 schiedlicher Härte 5.2.1.1 Eigenspannungszustände 58 5.2.1.2 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 63 5.2.1.3 Rauhtiefenmessungen 66 5.2.2 Randschichtuntersuchungen an Proben aus 16MnCr5 in ein- 67 satzgehärtetem Zustand 5.2.2.1 Eigenspannungszustände 67 5.2.2.2 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 68 5.2.2.3 Rauhtiefenmessungen 68 5.2.3 Untersuchungen zum Einfluß einer Probenvorspannung auf die 69 Eigenspannungsentstehung 5.2.3.1 Eigenspannungszustände von vergüteten und gehärteten Proben 69 aus Ck45 5.2.3.2 Eigenspannungszustände von einsatzgehärteten Proben aus 16MnCr5 73 5.2.3.3 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 74 5.2.3.4 Rauhtiefenmessungen 76 5.2.4 Biegewechselversuche 76 5.2.4.1 Wöhlerlinien von vergüteten und gehärteten Proben 76 5.2.4.2 Wöhlerlinien von einsatzgehärteten Proben 80 5.2.4.3 Abbau der Eigenspannungen bei Biegewechselbeanspruchung 81 von unter Vorspannung geschliffenen Proben 5.3 Druckeigenspannungserzeugung durch Kugelstrahlen 82 5.3.1 Randschichtuntersuchungen nach dem Strahlen mit Stahlkugeln 83 oder Keramikperlen 5.3.1.1 Eigenspannungszustände 83 5.3.1.2 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 85 5.3.1.3 Rauhtiefenmessungen 88 5.3.2 Randschichtuntersuchungen ”doppelt” kugelgestrahlter Proben 89 5.3.2.1 Eigenspannungszustände 89 5.3.2.2 Halbwertsbreiten und Kleinlasthärtewerte 91 5.3.2.3 Rauhtiefenmessungen 92
- VIII - 5.3.3 Biegewechselversuche 93 5.3.3.1 Wöhlerlinien von vergüteten und gehärteten Proben aus Ck45 93 5.3.3.2 Wöhlerlinien von einsatzgehärteten Proben aus 16MnCr5 97 5.3.3.3 Abbau der Eigenspannungen bei Biegewechselbeanspruchung 98 5.4 Ergänzende Untersuchungen zum Biegewechselverhalten von 101 Proben aus Ck45 unter Meerwasser 5.4.1 Biegewechselversuche von Proben in vergütetem und gehärtetem 101 Zustand 5.4.2 Schädigungsverlauf an vergüteten Proben bei Schwingungsriß- 105 korrosion (SwRK) 5.4.2.1 Eigenspannungsabbau bei SwRK-Beanspruchung 105 5.4.2.2 SwRK-Spuren an den Probenoberflächen nach ausgewählten 108 Lastwechselzahlen 5.4.2.3 Korrosionsstromantwort bei potentiostatisch durchgeführten 110 Versuchen 5.4.2.4 Verläufe des Wechselbiegemoments bei weggesteuerter 111 Versuchsführung 6. Diskussion und Bewertung der Ergebnisse 112 6.1 Zugeigenspanungserzeugung durch Schleifen mit Korund 112 6.2 Druckeigenspannungserzeugung durch Schleifen mit CBN 113 6.2.1 Einfluß der Probenhärte auf den Eigenspannungszustand 113 6.2.2 Einfluß von Probenvorspannungen auf die Druckeigenspan- 119 nungsbeträge 6.2.3 Einfluß der Probenhärte und der Probenvorspannung auf die 123 röntgenographischen Messungen der Eigenspannungen 6.2.4 Einfluß der CBN-Schleifbearbeitungen auf die Halbwertsbreiten 127 und Kleinlasthärtewerte 6.2.5 Einfluß der CBN-Schleifbearbeitungen auf die Rauhtiefenwerte 130 6.3 Druckeigenspannungserzeugung durch Kugelstrahlen 131 6.3.1 Einfluß der Kugelstrahlbehandlungen auf den Eigenspannungszustand 132 6.3.2 Einfluß der Kugelstrahlbehandlungen auf die Halbwertsbreiten 134 und Kleinlasthärtewerte 6.3.3 Einfluß der Kugelstrahlbehandlungen auf die Rauhtiefenwerte 135
- IX - 6.4 Biegewechselverhalten von geschliffenen und von kugelgestrahl- 136 ten Proben 6.4.1 Einfluß der Bearbeitungs- und Behandlungseigenspannungen 141 bei vergüteten Ck45-Proben 6.4.2 Einfluß der Bearbeitungs- und Behandlungseigenspannungen 148 bei gehärteten Ck45-Proben 6.4.3 Einfluß der Bearbeitungs- und Behandlungseigenspannungen 160 bei einsatzgehärteten 16 MnCr 5 - Proben 6.5 Biegewechselverhalten von geschliffenen und von kugelgestrahl- 171 ten Ck45-Proben unter Meerwasser 6.5.1 Einfluß der Oberflächenbearbeitung auf das Schwingverhalten 171 unter Korrosion 6.5.2 Einfluß druckeigenspannungsbehafteter Randschichten auf die 175 Rißbildung und Rißausbreitung 7. Zusammenfassung 180 8. Literatu rverz eichnis 186
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| spelling | Sollich, Alfred Verfasser aut Verbesserung des Dauerschwingverhaltens hochfester Stähle durch gezielte Eigenspannungserzeugung Alfred Sollich Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 1994 XI, 196 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 5] 376 Zugl.: Kassel, Univ., Diss. Hochfester Stahl (DE-588)4139671-6 gnd rswk-swf CBN-Schleifscheibe (DE-588)4126264-5 gnd rswk-swf Eigenspannung (DE-588)4013788-0 gnd rswk-swf Werkstückrandzone (DE-588)4126232-3 gnd rswk-swf Schleifen (DE-588)4128669-8 gnd rswk-swf Dauerschwingfestigkeit (DE-588)4070247-9 gnd rswk-swf Kugelstrahlen (DE-588)4165936-3 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Hochfester Stahl (DE-588)4139671-6 s Dauerschwingfestigkeit (DE-588)4070247-9 s Werkstückrandzone (DE-588)4126232-3 s Eigenspannung (DE-588)4013788-0 s Kugelstrahlen (DE-588)4165936-3 s DE-604 Schleifen (DE-588)4128669-8 s CBN-Schleifscheibe (DE-588)4126264-5 s 5] Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI 376 (DE-604)BV000016442 376 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=006658971&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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