Gussteile Gefügekennwerte ermöglichen Festigkeitsanalyse an Gussbauteilen

Aus Gefügekennwerten sind Schwingfestigkeiten für Eisenguss mit geringem Perlitgehalt und Vermikularguss mit hohem Perlitgehalt rechnerisch abschätzbar. Die Methode bietet den Schlüssel zur Beurteilung von Schwingfestigkeiten an Gussbauteilen. Wie sich zeigte, hängen diese von den Gefügebestandteilen ab.

Anbieter zum Thema

JESSBERGER GmbH

All for One Group SE

trivid GmbH

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Aufgrund des Herstellungsprozesses des Urformens weist Gusseisen mit Kugelgraphit neben einer tragenden metallischen Matrix weitere Gefügebestandteile auf. Unvermeidbar bei der Produktion von Gusseisen ist die Ausscheidung von Graphitpartikeln, die die mechanischen Eigenschaften ebenso beeinflussen wie möglicherweise auftretende Gas- und Schwindungsporositäten.

Gefügekennwerte erlauben relativ zuverlässige Abschätzung der Schwingfestigkeiten

Sofern keine Ergebnisse aus Versuchen vorliegen, werden Schwingfestigkeiten zur Bemessung nahezu ausschließlich aus den statischen Kennwerten mittels Korrelationsgleichungen abgeschätzt [1-5]. Werden dehnungsbasierte Bemessungskonzepte angewandt, die die lokale Kerbwirkung grundsätzlich physikalisch besser abbilden als Spannungswöhlerlinien von ungekerbten Proben, so bieten Korrelationen nach dem Uniform Material Law [5] und nach Muralidharan [4] Abschätzungen der Dehnungswöhlerlinien.

Basieren die im Bemessungsprozess zugrunde gelegten Schwingfestigkeiten auf Versuchen, so werden diese häufig an Proben durchgeführt, die dem Bauteil ähnlich sind. Aber welches sind dem Bauteil ähnliche Proben? Gefügekennwerte liefern bei der Auswertung von Wöhlerlinien entscheidende Hinweise zu Ähnlichkeiten von Gefügen und erlauben eine vergleichsweise zuverlässige Abschätzung der Schwingfestigkeiten von Gusseisen mit Vermikular- und Kugelgraphit.

Abhängigkeit der Schwingfestigkeit von den Gefügebestandteilen

Im vor Kurzem abgeschlossenen BMBF-Forschungsprojekt Mabiff [6] wurden Methoden erarbeitet, aus Gefügekennwerten Schwingfestigkeiten für sphärolithischen Eisenguss mit geringem Perlitgehalt und Vermikularguss mit hohem Perlitgehalt rechnerisch abzuschätzen. Die entwickelte Methode kann einerseits auf Basis von Bildanalysedaten aus der Metallografie und andererseits durch Einbindung von Ergebnissen der Gießereisimulation angewandt werden. Um eine rechnerische Abschätzung der Schwingfestigkeit auf Basis von Ergebnissen der Gießereisimulation auf hohem Zuverlässigkeitsniveau durchführen zu können, wurde die Simulation der Gefüge im Gießereisimulationsprogramm Magmasoft des Projektpartners Magma weiterentwickelt [6].

(ID:32564890)