Zum Mechanismus der Wechselfestigkeitssteigerung durch Werkstoffverfestigung und Druckeigenspannungen nach einer Oberflächenbehandlung

Eine universelle Möglichkeit, die Dauerhaltbarkeit von Bauteilen zu verbessern, bieten Oberflächenbehandlungsverfahren, die sowohl die Werkstoffhärte erhöhen als auch Druckeigenspannungen 1. Art in der Randschicht erzeugen. Im Gegensatz zu der im älteren Schrifttum oft vertreten Ansicht, nach der entweder der eine oder der andere Einfluß für den Mechanismus der Wechselfestigkeitssteigerung verantwortlich sein soll, zeigt sich, daß in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie beide Faktoren zusammenwirken. Die Härtesteigerung beeinflußt vornehmlich die Anrißdauerfestigkeit und bestimmt damit das Verhalten glatter Teile; Druckeigenspannungen, sofern sie nicht abgebaut werden, leisten einen geringeren Beitrag. Bei gekerbten Proben ausreichend hoher Formzahl wird der Dauerbruch durch die Rißausbreitungsbedingungen festgelegt, die in entscheidender Weise von Mittelspannungen abhängen. Die Härtesteigerung erhöht zwar proportional zum 1/α k ‐fachen Teil der Wechselfestigkeit glatter Proben die Beständigkeit gegen die Bildung von Anrissen, diese bleiben aber stehen, sofern nicht eine durch Druckmittelspannungen heraufsetzbare Mindestwechselspannung überschritten wird. Der von Formzahl, Höhe der Druckeigenspannungen und Härte abhängige Übergang von Anrißbildung zu Rißfortschritt als Kriterium für die zum Bruch führende Wechselspannung kann in Dauerfestigkeitsschaubildern abgelesen werden, die für Werkstoffe homogener Festigkeit aufgestellt werden, die aber ebenso für oberflächenverfestigte Proben gelten.