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Zur schwingfesten Bemessung dickwandiger Bauteile aus GGG-40 unter Berücksichtigung giesstechnisch bedingter Gefügeungänzen

 
: Kaufmann, H.
: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit -LBF-, Darmstadt

Darmstadt: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, 1998
Bericht - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, FB-214
ISSN: 0721-5320
Deutsch
Buch
Fraunhofer LBF ()
Anriss; Bauteil; Beanspruchung; Bemessung; Bruchmechanische Pruefung; Eigenspannung; Formzahl; Gefuege; Gusseisen; Kugelgraphit; Mittelspannung; Rissfortschritt; Spannungsdehnungskurve; Spannungsverhältnis; Versuch; W. GGG-40; Werkstoff; Woehlerlinie

Abstract
Zyklisch beanspruchte, dickwandige Bauteile aus Gußeisen mit Kugelgraphit, wie z.B. Motorblöcke für Großdieselmotoren, Tische und Rahmen für Blech- und Schmiedepressen, Werkzeugspannplatten oder Hydraulikzylinder für Kunststoffspritzgießmaschinen, Planscheiben, Verdichterrotoren, Verdichter- und Turbinengehäuse für Gas- oder Dampfturbinen, Mahlteller, Holme u.a., werden oftmals nur in geringen Stückzahlen produziert. Aus diesem Grunde ist es unwirtschaftlich, den Gießprozeß wie bei Serienbau-teilen hinsichtlich Gießverfahren, Einsatzmaterialien, Metallzusammensetzung, Impfung, Anschnittechnik usw. zu optimieren. Infolgedessen wird das geforderte Grundgefüge nicht immer über den gesamten Querschnitt erreicht und der Abnehmer akzeptiert das Bauteil meistens nicht. Es wird zu Ausschuß, wodurch den Unternehmen hohe Kosten entstehen, sowohl durch die erneute Herstellung als auch durch die arbeitsintensive Verschrottung des Ausschußteils. Dies war für sieben Gießereien der Anlaß, den bisher unzureichenden Kenntnisstand über die Schwingfestigkeit von Dross an der Oberfläche, Lunkern im angeschnittenen oder eingebetteten Zustand, der Graphitentartung Chunky-Graphit und verschiedenen anderen Entartungen zu verbessern. Insbesondere sollten die an großen, teilweise bauteilentnommenen Proben ermittelten Schwingfestigkeitskennwerte für Gefüge ohne und mit Entartungen derart aufbereitet werden, daß sie unmittelbar in die Bemessungspraxis des für dickwandige Bauteile häufig verwendeten Gußwerkstoffes GGG-40 einfließen können. Dies gelang dadurch, daß aus den ermittelten Schwingfestigkeitskennwerten der Einfluß der Belastungsarten, Geo-metrien und Spannungsgradienten eliminiert und die Kennwerte bei einer definierten Schwingspielzahl einem bestimmten höchstbean-spruchten Werkstoffvolumen zugeordnet wurden. Die ertragbaren Vergleichsspannungs-amplituden für Wechsel- und Schwellbelastung lassen sich auf andere höchstbeanspruchte Werkstoffvolumina, Schwingspielzahlen und auch Spannung sverhältnisse umrechnen. Über eine Sicherheitsbetrachtung können dann die zulässigen Beanspruchungen, die von den metallographischen Gegebenheiten der zu bemessenden Bauteilbereiche abhängen, den auftretenden gegenübergestellt werden. Dadurch ist eine sofortige Entscheidung über die Freigabe eines Bauteils möglich.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-59828.html