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Literatur : [ Aluminium | Berechnung/Simulation ]

Schwingfestigkeit und Schädigungsmechanismen der Aluminiumlegierungen EN AW-6056 und EN AW-6082 sowie des Vergütungsstahls 42CrMo4 bei sehr hohen Schwingspielzahlen


In dieser Arbeit wurde die Schwingfestigkeit und die Schädigungsmechanismen vom HCF-Bereich bis in den VHCF-Bereich der Aluminiumknetlegierung EN AW-6056-T6 und des Vergütungsstahls 42CrMo4 in zwei unterschiedlichen Festigkeiten untersucht.

Zusammenfassung und Ausblick

Die zentralen Fragestellungen der internationalen Forschungsaktivitäten bei Untersuchungen zum Schwingfestigkeitsverhalten bei sehr hohen Schwingspielzahlen (VHCF-Bereich) sind:

  • Wie groß ist der Schwingfestigkeitsabfall für den jeweiligen Werkstoff bzw. Werkstoffzustand und kann es bei noch höheren Schwingspielzahlen eine „Dauerfestigkeit“ geben?
  • Welche Schädigungsmechanismen treten bei hohen Schwingspielzahlen auf?

In dieser Arbeit wurde die Schwingfestigkeit und die Schädigungsmechanismen vom HCF-Bereich bis in den VHCF-Bereich der Aluminiumknetlegierung EN AW-6056-T6 und des Vergütungsstahls 42CrMo4 in zwei unterschiedlichen Festigkeiten untersucht. Die Grenzschwingspielzahl betrug hierbei NG = 2·108 Schwingspiele. Den Schwerpunkt bildeten die Schädigungsmechanismen im VHCF-Bereich. Schwingfestigkeitsuntersuchungen an glatten Proben sowie fraktografische Untersuchungen lagen für die Aluminiumlegierung EN AW-6082-T5 vor dem Beginn dieser Arbeit aus [Ber04] vor. Ziel dieser Arbeit war es die Schädigungsmechanismen beider Aluminiumlegierungen - EN AW-6056-T6 und EN AW-6082-T5 - vergleichend zu untersuchen und zu klären. Der Kerb- und Eigenspannungseinfluss wurde am Beispiel schwach und stark gekerbter Proben mit und ohne Druckeigenspannungen an der Legierung EN AW-6056-T6 untersucht. Beide Aluminiumknetlegierungen EN AW-6056-T6 und EN AW-6082-T5 zeigen einen vergleichbaren Schwingfestigkeitsabfall nach N ≈ 106 Schwingspielen. Die ermittelten Neigungsexponenten von k* = 16 stimmen mit denen in der Literatur beschriebenen gut überein. Bei beiden Legierungen versagen die glatten Proben bei hohen Spannungsamplituden von der Oberfläche aus, bei niedrigen Spannungsamplituden findet die Rissbildung im Probeninneren statt. Unterschiede existieren bei den vorherrschenden Schädigungsmechanismen.

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