PHYBAL-CHT - Kurzzeitverfahren zur Ermittlung von Ermüdungseigenschaften von Stahl
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit dem zyklischen Eindringverfahren PhyBaL-CHT wurden die plastischen Eindring-Dehnung-Amplituden für den Untersuchungswerkstoff 42CrMo4 im normalisierten und drei unterschiedlich angelassenen Vergütungszuständen ermittelt. Sowohl die Auftragung der Eindring-Dehnung-Amplituden als auch der Eindring-Tiefen-Amplituden als Ergebnis der zyklischen Eindringprüfung bilden das wärmebehandlungsbedingt unterschiedliche Verfestigungsverhalten des Werkstoffs unter Druckschwellbelastung exakt ab. Es konnte gezeigt werden, dass der Verfestigungsprozess nach dem 10. Eindringzyklus weitestgehend abgeschlossen ist und in eine Sättigung übergeht. Die Ermittlung der Eindring-Tiefen-Amplituden erwies sich gegenüber den Eindring-Dehnung-Amplituden als effizienter, da die Eindring-Tiefen-Amplituden ausschließlich aus Messwerten der zyklischen Eindringprüfung ermittelt werden. Die Ergebnisse aus der makroskopischen zyklischen Eindringprüfung korrelieren mit den Ergebnissen aus der zyklischen Mikroeindringprüfung und mit den Wechselverformungskurven konventioneller einaxialer Ermüdungsversuche. Eine Quantifizierung des elastisch-plastischen Materialverhaltens wurde mittels mathematischer Beschreibung der Eindring-Tiefen-Amplituden-Zyklen-Verläufe etabliert. Der CHT-Plastizitätskoeffizient aII steigt bei gleicher maximaler Druckkraft mit zunehmender Plastizität des Versuchswerkstoffs. Der CHT-Verfestigungsexponent eII beschreibt die Verfestigungsrate der untersuchten Werkstoffzustände. Die gewonnenen Erkenntnisse können zur versuchs- und werkstoffeffizienten Bewertung von Legierungs-, Wärmebehandlungs- und Fertigungsvarianten genutzt werden. U. a. im Bereich der additiven Fertigung metallischer Werkstoffe kann das zyklische Eindringverfahren PhyBaL-CHT gewinnbringend eingesetzt werden. Ein nächster Schritt sollte die Untersuchung steigender Eindringkräfte beispielsweise zur Charakterisierung gradierter Oberflächenzustände sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Cyclic hardness test PHYBALCHT – Short-time procedure to evaluate fatigue properties of metallic materials. International Journal of Fatigue, 2014, 63, p. 78-84
H. S. Kramer, P. Starke, M. Klein, D. Eifler
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2014.01.009) - PHYBALCHT: Kurzzeitverfahren zur Abschätzung der Ermüdungseigenschaften metallischer Werkstoffe. Journal of Heat Treatment and Materials, 2014, 69, p. 256-264
H. S. Kramer, P. Starke, M. Klein, D. Eifler
(Siehe online unter https://doi.org/10.3139/105.110235) - Cyclic Hardness Test PHYBAL-CHT: A New Short‐Time Procedure to Estimate Fatigue Properties of Metallic Materials. Characterization of Minerals, Metals, and Materials, 2015, p. 49-56
H. S. Kramer, M. Klein, D. Eifler
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-319-48191-3_6) - Evaluation of the fatigue behavior of damage tolerant TRIP-modified SAE 52100 steels using the short-time-procedures PHYBAL, TMS 2015, Book of Abstracts, 2015, 129
M. Klein, H. S. Kramer, T. Beck, D. Eifler
- Tailoring the Hardening Behavior of 18CrNiMo7‐6 via Cu Alloying. steel research international, 2016, 87, p. 550-561
M. D. Bambach, W. Bleck, H. S. Kramer, M. Klein, D. Eifler, T. Beck, H. Surm, H. W. Zoch, F. Hoffmann, A. Radulescu
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/srin.201500129)
