TY - THES

T1 - Untersuchung des Einflusses von Einschlüssen auf die Schwingfestigkeit von 26NiCrMoV14-5 in Schmiedeteilen für den Schwermaschinenbau

AU - Sampl, Roland

N1 - gesperrt bis 15-05-2029

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - In dieser Arbeit wird das zyklische Verhalten von geschmiedeten, gehärteten und angelassenen Proben aus 26NiCrMoV14-5 aus einem repräsentativen Schmiedestück dargestellt. Bei Raumtemperatur wurde das Schwingfestigkeitsverhalten bei konstanter Spannungsamplitude bis zu einer Lastspielzahl von 10 Mio. ermittelt. Aufgrund der großen Abmessungen des untersuchten Schmiedestücks ist der technologische Größeneinfluss durch eine Wärmebehandlung bei der Probenfertigung minimiert worden. Unter axialer Zug-Druck-Beanspruchung und Umlaufbiegebeanspruchung wird das Schwingfestigkeitsverhalten dieses Vergütungsstahls für Schwermaschinenbauanwendungen festgestellt. Im Rahmen der Untersuchung konnte eine Steigerung der Dauerfestigkeit der gleitgeschliffenen Serie im Vergleich zur polierten Serie bei Umlaufbiegebeanspruchung festgestellt werden. Bei der axial wechselnden Beanspruchung konnte festgestellt werden, dass die polierte Probenserie ebenfalls eine geringere Dauerfestigkeit aufwies als die gleitgeschliffene Probenserie. Die Mittelspannungsempfindlichkeit des untersuchten Materials ist im gleitgeschliffenen Zustand höher als die Angaben aus der FKM-Richtlinie. Allerdings zeigt der Werkstoff bei hohen Spannungsverhältnissen (R=0.5) ein erhöhtes duktiles Werkstoffverhalten. Ein Extremwertmodell zur Bewertung der Verteilung der Einschlussgrößen wird anhand von fraktografischen Untersuchungen angewendet. Auf Grundlage von REM-Aufnahmen und EDX-Analysen lassen sich die Einschlüsse als oxidische Verbindungen, insbesondere Tonerde und Calciumoxid, identifizieren. Bei wechselnder und schwellender Beanspruchung treten bei einigen Proben interne Anrisse mit der Bildung eines fish-eyes auf. Die Bewertung der Lebensdauer im fish-eye mit dem Modell von Marines-Garcia führt bei Anwendung eines zuvor erarbeiteten Parametersatzes zu zufriedenstellenden Ergebnissen.

AB - In dieser Arbeit wird das zyklische Verhalten von geschmiedeten, gehärteten und angelassenen Proben aus 26NiCrMoV14-5 aus einem repräsentativen Schmiedestück dargestellt. Bei Raumtemperatur wurde das Schwingfestigkeitsverhalten bei konstanter Spannungsamplitude bis zu einer Lastspielzahl von 10 Mio. ermittelt. Aufgrund der großen Abmessungen des untersuchten Schmiedestücks ist der technologische Größeneinfluss durch eine Wärmebehandlung bei der Probenfertigung minimiert worden. Unter axialer Zug-Druck-Beanspruchung und Umlaufbiegebeanspruchung wird das Schwingfestigkeitsverhalten dieses Vergütungsstahls für Schwermaschinenbauanwendungen festgestellt. Im Rahmen der Untersuchung konnte eine Steigerung der Dauerfestigkeit der gleitgeschliffenen Serie im Vergleich zur polierten Serie bei Umlaufbiegebeanspruchung festgestellt werden. Bei der axial wechselnden Beanspruchung konnte festgestellt werden, dass die polierte Probenserie ebenfalls eine geringere Dauerfestigkeit aufwies als die gleitgeschliffene Probenserie. Die Mittelspannungsempfindlichkeit des untersuchten Materials ist im gleitgeschliffenen Zustand höher als die Angaben aus der FKM-Richtlinie. Allerdings zeigt der Werkstoff bei hohen Spannungsverhältnissen (R=0.5) ein erhöhtes duktiles Werkstoffverhalten. Ein Extremwertmodell zur Bewertung der Verteilung der Einschlussgrößen wird anhand von fraktografischen Untersuchungen angewendet. Auf Grundlage von REM-Aufnahmen und EDX-Analysen lassen sich die Einschlüsse als oxidische Verbindungen, insbesondere Tonerde und Calciumoxid, identifizieren. Bei wechselnder und schwellender Beanspruchung treten bei einigen Proben interne Anrisse mit der Bildung eines fish-eyes auf. Die Bewertung der Lebensdauer im fish-eye mit dem Modell von Marines-Garcia führt bei Anwendung eines zuvor erarbeiteten Parametersatzes zu zufriedenstellenden Ergebnissen.

KW - heavy machinery

KW - quenched and tempered steel

KW - fatigue strength

KW - non-metallic inclusions

KW - fisheye

KW - Schwermaschinenbau

KW - Vergütungsstahl

KW - Ermüdungsfestigkeit

KW - nichtmetallische Einschlüsse

KW - Fisheye

M3 - Masterarbeit

ER -