Projekt Kooperative Promotionen HSMW 2015

Um ADI für sicherheitsrelevante Bauteile einzusetzen, sind schon in der frühen Konstruktionsphase genaue Aussagen zum Festigkeitsverhalten des eingesetzten Werkstoffs erforderlich. Bei solchen Bauteilen gehören häufig die Randschichten zu den höchst beanspruchten Werk-stoffpartien. Um die Eigenschaften von Gussbauteilen in diesen Bereichen maßgebend zu verbessern, werden mechanische Oberflächenbehandlungsverfahren, wie z.B. das Festwalzen, erfolgreich eingesetzt. Ziel dabei ist es, die Schwingfestigkeit bzw. Lebensdauer derartiger Bauteile signifikant zu steigern. In allen Fällen beruht die Schwingfestigkeitssteigerung vorwiegend auf einer Kombination aus Härte bzw. Festigkeitssteigerung und der Erzeugung von Druckeigenspannungen in den betreffenden Bauteilrandschichten. Eigenspannungen können sich jedoch unter Beanspruchung abbauen, so dass sie auf das spätere Bauteilversagen keinen oder nur einen geringen Einfluss haben. Demnach ist es bei günstigen, beabsichtigten Eigenspannungs-zuständen wichtig, die Grenzen ihrer Stabilität zu kennen und die Beanspruchungen möglichst innerhalb dieser Grenzen zu halten. Eine Besonderheit des Gusswerkstoffs ADI ist, dass im Gefüge vorliegender, metastabiler Austenit unter mechanischer Beanspruchung, z.B. während des Festwalzens, dehnungsinduziert in Martensit umwandeln kann.

Ziel des Vorhabens ist daher die Ermittlung der Stabilität bzw. Änderung des Eigenspannungszustandes von randschichtverfestigtem ADI während zyklischer Beanspruchung. Dazu müssen neben dem Eigenspannungszustand nach dem Festwalzen sowie unter zyklischer Belastung auch der Härteverlauf und die Gefügebestandteile vom ADI quantitativ erfasst werden. Durch Aufzeigen der Zusammenhänge zwischen diesen  Einflussgrößen auf die Schwingfestigkeit soll eine Grundlage für die Übertragung der Erkenntnisse auf die Ermittlung des Eigenspannungszustandes von festgewalzten ADI-Bauteilen unter Betriebsbeanspruchung geschaffen werden.