TY - BOOK

T1 - Beiträge zur Bewertung der Schwingfestigkeit von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit

AU - Wohlfahrt, Manuel

N1 - nicht gesperrt bis null

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Eine effiziente Auslegung von Gussbauteilen unter den Aspekten Leichtbau und maximale Werkstoffausnutzung erfordert einerseits die Verwendung von innovativen Werkstoffen und andererseits die Kenntnis von mechanischen Werkstoffkennwerten und Materialmodellen, die die Berücksichtigung relevanter Einflüsse auf das Werkstoffverhalten ermöglichen. Der Gusswerkstoff ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit, der durch eine zusätzliche Wärmebehandlung von ferritischem oder perlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt wird, eignet sich, neben seiner gießtechnisch bedingten gestalterischen Flexibilität, aufgrund seiner vergleichsweise sehr hohen Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften als Leichtbauwerkstoff. In der vorliegenden Arbeit wurden wesentliche Einflüsse auf das statische und zyklische Werkstoffverhalten von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit untersucht und die beachtliche Steigerung der Zug- und Schwingfestigkeit zum Ausgangsmaterial bewertet. Zugversuche und Gefügeanalysen zeigten, dass der wechselseitige Einfluss von Wärmebehandlungsparameter, Abgussgröße und Gusslegierung für die Materialeigenschaften entscheidend ist und ggf. ist eine Anpassung dieser Parameter für die Erzielung bestimmter Anforderungen oder mechanischer Werkstoffeigenschaften erforderlich. Voraussetzung für bestmögliches Werkstoffverhalten ist die Ausbildung eines vollständig ausferritischen Grundgefüges. Die Schwingfestigkeit von ausferritischem Gusseisen wird maßgeblich von der Abgussgröße und vom Vorhandensein von Defekten beeinflusst. Werkstoffmodelle für die Berücksichtigung des technologischen Größeneinflusses auf Basis der Erstarrungszeit bzw. Sphärolithenausbildung und die Bewertung der Defektgröße auf die lokale Schwingfestigkeit wurden aufgestellt. Die Auswirkungen von Mittelspannungen, Kerben, Belastungsart und Festwalzen auf die Schwingfestigkeit von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit wurden ebenfalls untersucht, um eine Bauteilauslegung und Lebensdauerbewertung auf Basis lokaler Spannungen zu ermöglichen.

AB - Eine effiziente Auslegung von Gussbauteilen unter den Aspekten Leichtbau und maximale Werkstoffausnutzung erfordert einerseits die Verwendung von innovativen Werkstoffen und andererseits die Kenntnis von mechanischen Werkstoffkennwerten und Materialmodellen, die die Berücksichtigung relevanter Einflüsse auf das Werkstoffverhalten ermöglichen. Der Gusswerkstoff ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit, der durch eine zusätzliche Wärmebehandlung von ferritischem oder perlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt wird, eignet sich, neben seiner gießtechnisch bedingten gestalterischen Flexibilität, aufgrund seiner vergleichsweise sehr hohen Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften als Leichtbauwerkstoff. In der vorliegenden Arbeit wurden wesentliche Einflüsse auf das statische und zyklische Werkstoffverhalten von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit untersucht und die beachtliche Steigerung der Zug- und Schwingfestigkeit zum Ausgangsmaterial bewertet. Zugversuche und Gefügeanalysen zeigten, dass der wechselseitige Einfluss von Wärmebehandlungsparameter, Abgussgröße und Gusslegierung für die Materialeigenschaften entscheidend ist und ggf. ist eine Anpassung dieser Parameter für die Erzielung bestimmter Anforderungen oder mechanischer Werkstoffeigenschaften erforderlich. Voraussetzung für bestmögliches Werkstoffverhalten ist die Ausbildung eines vollständig ausferritischen Grundgefüges. Die Schwingfestigkeit von ausferritischem Gusseisen wird maßgeblich von der Abgussgröße und vom Vorhandensein von Defekten beeinflusst. Werkstoffmodelle für die Berücksichtigung des technologischen Größeneinflusses auf Basis der Erstarrungszeit bzw. Sphärolithenausbildung und die Bewertung der Defektgröße auf die lokale Schwingfestigkeit wurden aufgestellt. Die Auswirkungen von Mittelspannungen, Kerben, Belastungsart und Festwalzen auf die Schwingfestigkeit von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit wurden ebenfalls untersucht, um eine Bauteilauslegung und Lebensdauerbewertung auf Basis lokaler Spannungen zu ermöglichen.

KW - ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit

KW - GJS-1000-5

KW - technologischer Größeneinfluss

KW - Wärmebehandlung von Gusseisen

KW - Mikrolunker

KW - Gussoberfläche

KW - Einflüsse auf die Schwingfestigkeit

KW - Austempered Ductile Iron

KW - ADI

KW - technological size effect

KW - heat treatment of cast iron

KW - microshrinkage

KW - casting surface

KW - influences on fatigue strength

M3 - Dissertation

ER -