11/12 - Verein österreichischer GieÃereifachleute
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HEFT <strong>11</strong>/<strong>12</strong> GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (20<strong>11</strong>)<br />
Abb. 7: Statische Materialkennwerte von ADI 1000 und perlitischem<br />
Ausgangsgusseisen.<br />
Versuche am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau an<br />
ausferritischem Gusseisen charakterisieren diesen Einfluss auf<br />
Basis der Mikrostruktur und der lokalen Erstarrungszeit. Das für<br />
die vorliegenden Untersuchungen verwendete Gusseisen<br />
stammt aus drei verschieden großen Y-Abgussproben (Abb. 9),<br />
wobei die Speiserbereiche vor der Wärmebehandlung entfernt<br />
wurden. Die Wärmebehandlungsparameter wurden derart angepasst,<br />
dass für alle Abgussproben dieselbe Zugfestigkeit von<br />
1000 MPa (ADI 1000) erreicht wurde. In Abb. 10 sind die Ergebnisse<br />
dieser Schwingversuche gegenübergestellt. Die Bewertung<br />
des Ermüdungsverhaltens der verschiedenen Abgussgrößen<br />
und Bildung des Materialmodells erfolgte auf Basis der Unterschiede<br />
in der Mikrostruktur, die nicht durch die Wärmebehandlung<br />
beeinflusst wurden. So kann die Anzahl der<br />
Sphärolithen oder die lokale Erstarrungszeit mit den lokalen<br />
Schwingfestigkeiten korreliert und für eine Bauteilauslegung<br />
verfügbar gemacht werden. Die genaue Vorgehensweise und Zusammenhänge<br />
zwischen Gefüge, Erstarrung und Schwingfestigkeit<br />
wurden bereits in [21] erläutert.<br />
Abb. 9: Y-förmige Abgussproben vor der Wärmebehandlung zur Charakterisierung<br />
des technologischen Größeneinflusses.<br />
Abb. 10: Schwingversuche an ADI 1000 aus drei verschiedenen Abgussgrößen<br />
(Y-Proben).<br />
Abb. 8: Zusammenhang von Zugfestigkeit und Schwingfestigkeit<br />
mit der Auslagerungstemperatur (nach [18]).<br />
5.2 Bauteilgröße<br />
Die Bauteilgröße ist ein entscheidender Faktor für die lokale<br />
Schwingfestigkeit von Werkstoffen allgemein und zwar derart,<br />
dass die erreichbaren Festigkeiten mit zunehmender Bauteilgröße<br />
abnehmen. Dies ist als technologischer Größeneinfluss bekannt<br />
und ist bei einer Lebensdauerbewertung adäquat zu berücksichtigen.<br />
Mit zunehmender Bauteilgröße bzw. Wanddicke ist die Legierungszusammensetzung<br />
zu adaptieren, um eine vollständige<br />
Umwandlung in Ausferrit bis ins Zentrum zu gewährleisten.<br />
Weiters müssen die Wärmebehandlungsbedingungen hinsichtlich<br />
Temperatur und Dauer des Austenitisierens und Auslagerns<br />
an die Bauteilgröße angepasst werden. Bei unzureichender Legierungszusammensetzung<br />
treten unerwünschte Gefügebestandteile<br />
auf, welche die mechanischen Eigenschaften negativ<br />
beeinflussen. Wie in Abb. 2 schematisch eingezeichnet, gibt es<br />
Unterschiede in den lokalen Abkühlbedingungen innerhalb eines<br />
Bauteils (durchgezogene und punktierte Linie). So kann<br />
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