40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022
Vortrag
27.10.2022
Beurteilung des Einflusses von Strahlprozessen auf das zyklische Werkstoffverhalten von Gusseisen
JW

Jan Weichert (M.Sc.)

Technische Universität Darmstadt

Weichert, J. (V)¹; Bleicher, C.²
¹Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik SAM; ²Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt
Vorschau
20 Min. Untertitel (CC)

In der industriellen Praxis gliedert sich im Gießereiablauf an das Entpacken der erstarrten Gussbauteile das Reinigungsstrahlen an, bei dem anhaftende Formstoffreste entfernt werden.
Im Strahlprozess werden durch den Aufprall des Strahlguts auf die Oberfläche des Bauteils zusätzlich Druckeigenspannungen an bzw. unter die Oberfläche induziert, die mit Zugeigenspannungen im Inneren des Bauteils im Gleichgewicht stehen. Mitunter wird sogar ein zusätzliches und definiertes Verfestigungsstrahlen nachgeschaltet, bei dem an definierten Bauteilbereichen weitere Druckeigenspannungen eingebracht werden.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens „StrahlGuss“ werden die Einflüsse unterschiedlicher Strahlverfahren und Strahlparameter auf die Reinigungs- und Verfestigungswirkung und das zyklische Verhalten von Bauteilen aus EN-GJS-400-15 sowie EN-GJL-250 durch das Einbringen von Eigenspannungen zielgerichtet untersucht. Dabei werden zusätzlich verschiedene Oberflächenzustände beim Abguss eingestellt, um den Einfluss der Randzone mit in die Lebensdauerbewertung aufzunehmen.

Für die Untersuchungen werden Biegeproben mit unterschiedlichen höchstbeanspruchten Bauteilvolumina (HBV) sowie Spannungsgradienten aus abgegossenen Versuchskörpern gefertigt und mit variierten Parametern gestrahlt.
Um den Strahleinfluss zu charakterisieren, werden zyklische Schwingfestigkeitsuntersuchungen unter Wechsel- und Zugschwellbelastung durchgeführt, um eine Abschätzung der Lebensdauersteigerung unter Berücksichtigung der Bauteilgeometrie sowie der eingebrachten Druckeigenspannungen zu ermöglichen. Begleitet werden die Untersuchungen durch metallographische Analysen und Rauheitsmessungen der Gussoberflächen vor und nach dem Strahlen.

Abstract

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