Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl - Teil 2: Ermittlung und Berechnung der Dauerfestigkeiten

摘要

Fur die dauerfeste Dimensionierung von nitrierten Teilen gibt es heute keine allgemein anerkannten Regeln, nach denen aus der Dauerfestigkeit von Proben unter Berucksichtigung der Bauteileinflusse, wie Grosse, Geometrie, Belastungsart, Herstellungsart, Oberflache, Mittelspannung und Eigenspannung, die Bauteildauerfestigkeit abgeleitet werden kann. Da viele nitrierte Bauteile dauerfest ausgelegt werden, wurde in einem Forschungsvorhaben an Dimensioniemngsrichtlinien gearbeitet, deren experimentelle Grundlage und Gestalt in dieser Veroffentlichung dargestellt werden. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zur Bestimmung der Dauerfestigkeit gasnitrierter glatter und gekerbter Proben aus dem Stahl 31CrMoV9 durchgefuhrt. Auf der experimentellen Seite wurden insgesamt 23 statistisch abgesicherte Dauerfestigkeiten ermittelt, wobei in der Regel im Bereich der Dauerfestigkeit 20 bis 30 Proben gepruft wurden. Folgende Belastungsvarianten wurden untersucht: Zug-Druck-Belastung, Zug-Schwell-Belastung, Umlaufbiegung und Wechseltorsion. Neben der Belastungsart wurde der Randschichtzustand im Hinblick auf die Dicke und Zusammensetzung der Verbindungsschicht und der Rauheit variiert. Im Fall der ungekerbten Wechseltorsionsproben wurde zusatzlich die Nitrierdauer variiert, um den Einfluss unterschiedlich dicker Diffusionsschichten auf die Torsionswechselfestigkeit zu untersuchen. Zur Berechnung der Dauerfestigkeit wurde das Konzept der ortlichen Dauerfestigkeit nach Veiten sowie ein erweitertes Fehlstellenmodell angewendet.