TY - THES

T1 - Auswirkung fertigungsbedingter Eigenspannungen bei der Schraubenherstellung auf die Festigkeit und die Relaxationsbeständigkeit

AU - Mayer, Michael

N1 - gesperrt bis 02-04-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Als Alternative zu Vergütungsstählen wird an der Verwendung von ausscheidungsgehärteten ferritisch-perlitischen Stählen geforscht, welche ihre Festigkeit durch kontrolliertes Abkühlen aus der Schmelze erreichen. Das Problem bei diesen Werkstoffen ist die für die Schraubenfertigung wichtige Spannungsrelaxation, welche deutlich unter jener der Vergütungsstähle liegt. Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss der durch die Schraubenfertigung eingebrachten Eigenspannungen auf die Festigkeit und auf das Relaxationsverhalten zu untersuchen. Zusätzlich wurde auch der Einfluss einer nachfolgen Anlassbehandlung auf Eigenspannungen und die mechanischen Eigenschaften untersucht. Hierfür wurden die AFP-Stähle 27MnSiVS6 und 17MnV7 und als Vergleich der Vergütungsstahl 23MnB3 herangezogen und in mehreren Fertigungsstadien der Schraubenherstellung charakterisiert. Neben metallografischen Untersuchungen wurden Eigenspannungsverläufe an mehreren Positionen über den Umfang angefertigt. Die Festigkeit wurde im Zugversuch bestimmt und da der Spannungsrelaxation bei niedrigen Temperaturen Kriechprozesse zugrunde liegen wurde diese durch Kriechversuche bei Raumtemperatur untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit können wir folgt zusammenfasst werden: Durch Anlassen können die Makroeigenspannungen leicht reduziert werden und scheinen sich auf ein gewisses Spannungsniveau einzupendeln. Im Zugversuch erhöht sich im Vergleich zum unbehandelten Zustand durch Anlassen die Streckgrenze und im Kriechversuch kann die Kriechdehnung im untersuchten Spannungsniveau und Zeitfenster in etwa auf die Hälfte reduziert werden.

AB - Als Alternative zu Vergütungsstählen wird an der Verwendung von ausscheidungsgehärteten ferritisch-perlitischen Stählen geforscht, welche ihre Festigkeit durch kontrolliertes Abkühlen aus der Schmelze erreichen. Das Problem bei diesen Werkstoffen ist die für die Schraubenfertigung wichtige Spannungsrelaxation, welche deutlich unter jener der Vergütungsstähle liegt. Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss der durch die Schraubenfertigung eingebrachten Eigenspannungen auf die Festigkeit und auf das Relaxationsverhalten zu untersuchen. Zusätzlich wurde auch der Einfluss einer nachfolgen Anlassbehandlung auf Eigenspannungen und die mechanischen Eigenschaften untersucht. Hierfür wurden die AFP-Stähle 27MnSiVS6 und 17MnV7 und als Vergleich der Vergütungsstahl 23MnB3 herangezogen und in mehreren Fertigungsstadien der Schraubenherstellung charakterisiert. Neben metallografischen Untersuchungen wurden Eigenspannungsverläufe an mehreren Positionen über den Umfang angefertigt. Die Festigkeit wurde im Zugversuch bestimmt und da der Spannungsrelaxation bei niedrigen Temperaturen Kriechprozesse zugrunde liegen wurde diese durch Kriechversuche bei Raumtemperatur untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit können wir folgt zusammenfasst werden: Durch Anlassen können die Makroeigenspannungen leicht reduziert werden und scheinen sich auf ein gewisses Spannungsniveau einzupendeln. Im Zugversuch erhöht sich im Vergleich zum unbehandelten Zustand durch Anlassen die Streckgrenze und im Kriechversuch kann die Kriechdehnung im untersuchten Spannungsniveau und Zeitfenster in etwa auf die Hälfte reduziert werden.

KW - Relaxationsbeständigkeit

KW - Niedertemperaturkriechen

KW - Spannungsrelaxation

KW - Schrauben

KW - Eigenspannungen

KW - residual stress

KW - stress Relaxation

KW - screws

KW - precipitation-hardened

KW - ferrite-pearlite steel

KW - 27MnSiVS6

KW - 23MnB3

M3 - Masterarbeit

ER -