Elektrobänder sind Eisen-Silizium-Stähle, die in Rotoren von Elektromotoren eingesetzt werden, um deren Wirkungsgrad zu verbessern. Die Rotoren bestehen aus Einzellamellen, die an den Sättigungsstegen eine hohe Kerbwirkung aufweisen. Die zyklische Belastung der Rotorlamellen wird unter anderem durch die Fliehkräfte an den Permanentmagneten und die sich ändernden Drehzahlen hervorgerufen. Es wirken auf die Rotoren zugschwellende Belastungen mit erheblichem Mittelspannungsanteil.

Für die Untersuchungen werden zwei Elektrobänder mittels spannungskontrollierten Schwingversuche mit R > 0 verglichen (NO30-15 mit t = 0,3 mm und NO20-13 mit t = 0,2 mm). Beim Werkstoff NO30-15 werden zusätzlich Versuche bei R = -1 durchgeführt. Die Versuche erfolgen an ungekerbten sowie gekerbten Flachproben (K_t = 6,4) mit den Kantenzuständen gefräst/poliert und lasergeschnitten.

Bei ungekerbten Proben aus NO30-15 zeigt sich mit steigendem R-Verhältnis ein flacherer Verlauf der Wöhlerlinie, bis bei R = 0,5 keine Ermittlung der Zeitfestigkeit mehr möglich ist. Der Werkstoff weist eine für Stahlwerkstoffe ungewöhnlich hohe Mittelspannungsempfindlichkeit M_σ auf. Von gängigen Berechnungsrichtlinien (z. B. FKM) wird der Werkstoff in Bereichen mit hoher zugschwellender Belastung deutlich überschätzt. Gekerbte Proben haben ein geringeres Mσ als ungekerbte Proben. Neben dem positiven Einfluss einer verfestigten Randschicht (gefräste Proben) steigt die Stützwirkung bei R = 0,5 im Vergleich zu R = 0,1.

Der Werkstoff NO20-13 mit Laserkante weist im zugschwellenden Bereich ein vergleichbares M_σ wie NO30-15 auf. Das dünnere Material zeigt eine signifikant höhere Stützwirkung, unabhängig vom Kantenzustand, als der 0,3 mm Werkstoff. Da NO20-13 einen ca. 1,5-mal höheren Weibull-Exponenten hat als NO30-15, lassen sich die Unterschiede nicht über die statistische Stützwirkung erklären. Es wird davon ausgegangen, dass ein steileres zyklisches Spannungs-Dehnungs-Verhalten von NO20-13 zu einer höheren verformungsmechanischen Stützwirkung führt.

Um dies zu überprüfen, werden an beiden Werkstoffen optische Dehnungsmessungen (DIC) unter quasistatischer und zyklischer Last an gekerbten Proben durchgeführt. Dabei sollen die Dehnungsverteilungen und der Einfluss der plastischen Verformung auf den Dehnungsgradienten genauer untersucht werden.