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Auswirkung von inhomogenem Gefüge auf die Bauteilfestigkeit bei ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit

Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) weist eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Bruchdehnung auf. Mit dieser Kombination von Eigenschaften ist es geeignet auch bei hohen Belastungen eingesetzt zu werden und bietet damit eine attraktive Alternative zu Stahl und Aluminiumlegierungen.

Bei der Herstellung von ADI erfolgt nach dem Guss eine Wärmebehandlung, bei der durch entsprechende Temperaturführung die Umwandlung in ausferritisches Gefüge sichergestellt wird. Das Prozessfenster in dem ausferritisches Gefüge entsteht ist jedoch vergleichsweise klein und es müssen im gesamten Bauteil die notwendigen Abkühlraten erreicht werden. Bei komplexen und dickwandigen Bauteilen, wie dem untersuchten Planetenträger, kann in einigen Bereichen durch unzureichende…

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Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) weist eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Bruchdehnung auf. Mit dieser Kombination von Eigenschaften ist es geeignet auch bei hohen Belastungen eingesetzt zu werden und bietet damit eine attraktive Alternative zu Stahl und Aluminiumlegierungen.

Bei der Herstellung von ADI erfolgt nach dem Guss eine Wärmebehandlung, bei der durch entsprechende Temperaturführung die Umwandlung in ausferritisches Gefüge sichergestellt wird. Das Prozessfenster in dem ausferritisches Gefüge entsteht ist jedoch vergleichsweise klein und es müssen im gesamten Bauteil die notwendigen Abkühlraten erreicht werden. Bei komplexen und dickwandigen Bauteilen, wie dem untersuchten Planetenträger, kann in einigen Bereichen durch unzureichende Wärmeabfuhr Perlit entstehen. Eine Anpassung der Legierung ist meist kostenintensiv und auf Grund vorliegender Rahmenbedingungen nicht immer möglich.

Eine rechnerische Bewertung der Festigkeit unter zyklischer Belastung von Bauteilen aus ADI ist derzeit nur bei vollständig ausferritischem Gefüge möglich. Dieser Beitrag stellt die Werkstoffeigenschaften von ausferritischem Gefüge denen von perlitischem gegenüber und erlaubt somit eine Einschätzung, inwiefern das Auftreten von Bereichen mit perlitischem Gefüge im Bauteil in der Praxis tolerierbar ist. Die an Werkstoffproben ermittelten Erkenntnisse werden auf das Beispielbauteil, den Planetenträger, angewendet und damit eine Lebensdauervorhersage erstellt, welche experimentell überprüft wird.

Artikelnummer
BF-2024-404

Titel
Auswirkung von inhomogenem Gefüge auf die Bauteilfestigkeit bei ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit
Autor(en)
E. Stolz, R. Masendorf, B. Tonn, A. Esderts, P. Lachart
DOI
10.48447/BF-2024-404
Veranstaltung
50. Tagung DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung
2024
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
ADI,Ausferrit,Perlit,Planetenträger,Schwingfestigkeit