Hochschule Kaiserslautern
Das mechanische Verhalten metallischer Werkstoffe ist durch eine Vielzahl von Einflussfaktoren geprägt, welche für eine zuverlässige Bauteilauslegung zwingend berücksichtigt werden müssen. Neben der Oberflächentopografie sind es verbreitet auch die Eigenspannungszustände von Proben und Bauteilen, die als wesentliche Einflussfaktoren zu beachten sind. Beide Größen resultieren aus den jeweils zugrundliegenden Fertigungsprozessen. Hier ist neben den Prozessparametern sowie den eingesetzten Werkzeugen und deren Zuständen insbesondere auch die Spannsituation der Proben und Bauteile während ihrer Bearbeitung ergebnisrelevant.
Die im Rahmen dieses Beitrages dargestellten Untersuchungen zeigen, inwiefern die Mikrostruktur und folglich auch die mechanischen Eigenschaften ausgewählter Stähle durch die Spannsituation der Proben in spanenden Bearbeitungsprozessen beeinflusst werden können. Der Fokus liegt hierbei auf der Drehbearbeitung und stellt am Beispiel der Außen-Längs-Bearbeitung in einer Gegenspindel-Drehmaschine den Einfluss bearbeitungsbegleitend auf die Probe aufgebrachter Zugspannungen auf deren mechanische Kenngrößen, insbesondere die Ermüdungseigenschaften, dar.
Die Untersuchungsergebnisse beziehen sich hierbei auf ausgewählte un- und niedriglegierte Stähle und zeigen beispielsweise, dass eine Zugbeanspruchung der Proben während des Bearbeitungsprozesses zu einer Verringerung der Rauheitswerte in Kombination mit einer Verschiebung der Eigenspannungen in den Druckbereich zu einer Variation der Ermüdungseigenschaften führen kann. Hieraus kann abgeleitet werden, welche Einflüsse sich aus einer anforderungsgerechten Bearbeitungsstrategie für den nachhaltigen und ressourceneffizienten Bauteileinsatz ergeben.
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