Größeneinfluß und Dauerfestigkeitseigenschaften unter Besonderer Berücksichtigung optimierter Oberflächenbehandlung

Der geometrische Größeneinfluß von Kerbstäben aus Vergütungsstählen folgt einer Hyperbelfunktion, so daß bei vergleichbaren Werkstoff‐ und Oberflächeneigenschaften sowie Spannungsformzahlen die Dauerfestigkeitseigenschaften von Bauteilen unter Einstufenbean‐spruchung sicher abgeschätzt werden können. Die Schwingfestigkeitseigenschaften von Kerbstäben aus Vergütungsstahlen im Zeit‐ und Dauerfestigkeitsbereich lassen sich durch normierte Wöhlerkurven gut beschreiben, wobei das Steigungsmaß der Zeitfestigkeitsgeraden größeneinflußunabhängig ist und nur von der Spannungsformzahl abhängt. Durch thermische sowie mechanische Oberflächenverfestigungsverfahren können die Schwingfestigkeitseigenschaften von Bauteilen beträchtlich gesteigert werden, wobei der Lage des Anrißortes für die Deutung der Schwingfestigkeitssteigerung eine große Bedeutung zukommt. Während bei induktive randschichtgehärteten glatten Proben bei Umlaufbiegebelastung durch die Verlagerung des Anrißortes unter die Oberfläche die Steigerung der Schwingfestigkeitseigenschaften erklärt werden kann, geht bei mechanisch oberflächenverfestigten Kerbproben die Anrißbildung von der Oberfläche aus, und durch die Verschiebung der Mittelspannung infolge Druckeigenspannungen 1. Art wird eine beachtliche Steigerung der Dauerfestigkeit erzielt. Durch Drückkraftoptimierung kann die Dauerschwingfestigkeit von Kerbproben über die Schwingfestigkeit glatter, oberflächenverfestigter Proben angehoben werden, so daß die Kerbwirkung aufgehoben wird. Dies kann damit erklärt werden, daß durch die Wirkung von Druckeigenspannungen 1. Art die für den Rißfortschritt notwendige Zugspannung unterhalb der Anrißdauerfestigkeit von Kerbproben bleibt und ein Rißstopp bewirkt wird.