Abschatzung der Schwingfestigkeit von porenfreien Randschichten in Al-Gussbauteilen: Untersuchungen auf Basis der zyklischen Kennwerte des porenbehafteten Grundwerkstoffes

摘要

Die Lebensdauerberechnung von Gussbauteilen unterschatzt haufig die tatsachliche Lebensdauer. Der Grund hierfur liegt darin, dass die zur Lebensdauerberechnung benotigten Werkstoffkennwerte an Proben ermittelt werden, die aus dem fehlstellenbehafteten Kern der Bauteile entnommen werden. Demgegenuber entstehen Ermudungsrisse in der Regel in der meist fehlstellenfreien Schicht an oder unter der Oberflache. Im vorliegenden Beitrag wird ein Modell vorgestellt, welches die Abschatzung der Wohlerlinie dieser porenfreien Schicht auf Basis der Wohlerlinie des porosen Grundwerkstoffes erlaubt. Dabei werden sowohl das elastisch-plastische Verformungsverhalten des Werkstoffes als auch der Porositatsgrad berucksichtigt. Am Beispiel der Legierungen AlSi9Cu3 und AlSi10MgMnFe wird das vorgestellte Modell validiert. Die errechneten Wohlerlinien stehen in guter Ubereinstimmung mit den experimentell ermittelten Werten. Die Verwendung der berechneten Wohlerlinien bei der rechnerischen Lebensdauerabschatzung eines Motortragarms zeigt eine wesentlich bessere Ubereinstimmung mit Versuchsergebnissen als bisherige Berechnungsverfahren.