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Schwingfestigkeitssteigerung von Radsternen aus Aluminiumguss durch UIT-Behandlung

Increase of fatigue strength of cast aluminium wheels due to the ultrasonic impact treatment
 
: Berg-Pollack, A.; Sonsino, C.M.; Völlmecke, F.J.

MP materials testing 52 (2010), Nr.7-8, S.496-501
ISSN: 0025-5300
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer LBF ()
UIT-Behandlung; Schwingfestigkeit; Aluminium; Lebensdauer

Abstract
Der Beitrag stellt die erstmalige Anwendung des Ultrasonic Impact Treatments an Speichen gegossener Aluminiumräder vor. Die durch das UIT-Verfahren auf das Bauteil aufgebrachten mechanischen Impulse bewirken eine Erhöhung der Härte und eine Reduzierung vorhandener Porositäten in Oberflächennähe sowie eine Glättung der Oberfläche. Durch die plastischen Deformationen werden signifikante Druckeigenspannungen erzeugt, die maßgeblich für die Steigerung der Schwingfestigkeit der UIT-behandelten Radspeichen aus dem Werkstoff Aluminiumguss AlSi11Mg unter konstanten und variablen Amplituden verantwortlich sind. Die UIT-Technologie birgt ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Lebensdauer und Sicherheit der Bauteile und zur Einsparung von Material und kann somit einen wesentlichen Beitrag zu konsequentem Leichtbau leisten.

 

Increase of Fatigue Strength of Cast Aluminium Wheels due to the Ultrasonic Impact Treatment. This paper provides a report about the first application of the Ultrasonic Impact Treatment on spokes of cast aluminium (AlSi11Mg) wheel spiders and its influence under spectrum loading. Fatigue tests, measurement of residual stresses,, and metallographic analyses of untreated and treated spokes were performed. The mechanical impacts of the UIT effected a significant change of the microstructure, porosity and hardness. The application of the Ultrasonic Impact Treatment introduced plastic deformations and consequently compressive residual stresses on the surface. The fatigue strength increased significantly compared to the untreated spokes under constant and variable amplitude bending loading. The UIT-technology promises a high potential for improving of the structural durability and safety and the saving of material in the production of cast aluminium wheels.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-143878.html