Kugelstrahlen unter Vorspannung und bei erhöhten Temperaturen am Beispiel des Stahls 42 CrMo 4

• Applicant: Professor Dr. Otmar Vöhringer
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 1998 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5102918

Ziel des Vorhabens ist es, das Potential modifizierter Kugelstrahlverfahren - wie Spannungs- und Warmstrahl - zur Steigerung der Schwingfestigkeit zu ermitteln und die hierfür maßgeblichen Mechanismen zu analysieren. Aufbauend auf den in den ersten beiden Jahren der Bearbeitung gewonnenen Erkenntnissen, die bei Biegewechselbeanspruchung und im Falle des Spannungsstrahlens bei homogener Zugvorspannung und anschließender Biegewechselbeanspruchung gewonnen wurden, sollen im 3. und 4. Jahr nach Ausbau der Strahltechnik der Einfluß von Torsionsspannungen auf das Torsionswechselverhalten und der Einfluß von nochmals erhöhten Strahltemperaturen am Vergütungsstahl 42 CrMo 4 untersucht werden. Zudem sollen konventionelle Strahlbehandlungen mit systematisch variierten Glühbehandlungen kombiniert werden, um einerseits die beim Warmstrahlen wirkenden Mechanismen der Lebensdauersteigerung genauer analysieren zu können. Andererseits soll aber auch geprüft werden, ob die technische Umsetzung durch Vereinfachung der erforderlichen Anlagetechnik zu erleichtern ist. Da in der optimierten Fertigung von Schraubenfedern ein wesentliches Anwendungsfeld gesehen wird, sollen im 3. und 4. Jahr zunehmend auch Bauteilaspekte berücksichtigt werden, indem neben dem Verhalten bei Biegebeanspruchung auch das bei Torsionsbeanspruchung untersucht wird und damit mehrachsige Beanspruchungen hinzukommen. Um die zahlreichen experimentellen Befunde gemeinsam bewerten und bezüglich der zugrundeliegenden Mechanismen verstehen zu können, sind ergänzend Modellentwicklungen auf Basis der Rand-Kern-Modells und Simulationsrechnungen zum Einzelkugelaufschlag mit der Methode der Finiten Elemente eingeplant, die das Verständnis der einzelnen Schritte des Strahlprozesses vertiefen helfen sollen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Volker Schulze