Influence of density increases due to mechanical surface treatments on the fatigue behaviour of sintered iron base materials

Final Report Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Einfluss von Kugelstrahl- und Festwalzbehandlungen auf den Randschichtzustand und die Schwingfestigkeit an unlegiertem Sintereisen der Nenndichten 6,9 und 7, 2 g/cm3 (ASC-6,9 und ASC-7,2) sowie an legierten Sinterstählen Fe4Ni1,5Cu0,5Mo + 0,5C der Nenndichte 7, 2 g/cm3 (AE-7,2) und Fe1,5Mo2Cu + 0,5C der Nenndichten 6,9 und 7, 2 g/cm3 (DH-1-6,9 und DH-1-7,2) durchgeführt. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, die Biegewechselfestigkeit von Sintereisen- und Sinterstahlproben durch Kugelstrahlen und Festwalzen zu steigern. Die Gewichtungen der Einflussgrößen auf die Biegewechselfestigkeit konnten quantifiziert und verifiziert werden. Sie zeigten auch, dass eine Abschätzung der Biegewechselfestigkeiten eigenspannungsbehafteter, mechanisch oberflächennachverdichteter Sintereisenwerkstoffe anhand zweier Ansätze möglich ist. Eine Optimierung der Strahl- und Walzparameter zur effzienten Nutzung der mechanischen Oberflächenbehandlungsverfahren sowie eine gezielte Schwingfestigkeitssteigerung von Sintereisenbauteilen können somit wirtschaftlich realisiert werden.

Publications

• The Effects of Shot Peening and Deep Rolling on the Surface Layer and the Mechanical Properties of sintered Iron, In: V. Schulze, A. Niku-Lari (ed.), Proc. Int. Conf. Shot Peening 9, IITT, Noisy-le-Grand, 2005, ISBN 2-907669-37-0, S. 241-246
  Merkel, J.; Schulze, V.; Vöhringer, O.
  
• Stability of residual stresses in longitudinally and transversely deep rolled sintered iron under quasistatic and cyclic loading, In: International Journal of Materials Research 97 (2006)10 S. 1304-1311
  Merkel, J.; Schulze, V.; Wanner, A.; Löhe, D.; Vöhringer, O.
  
• Stability of residual stresses of deep rolled sintered iron at quasistatic and cyclic loading, In: W. Reimers , S. Quander (eds.), Proc. Europ Conf. Residual Stresses 7, Materials Science Forum Vols. 524-525 (2006) pp. 51-56
  Merkel, J.; Schulze, V.; Wanner, A.; Vöhringer, O.
  
• Untersuchungen zum Einfluss von Kugelstrahl- und Festwalzbehandlungen auf den Randschichtzustand und die Schwingfestigkeit von Sintereisenwerkstoffen. Dissertation, Universität Karlsruhe (TH), 2009
  Merkel, J.