Bányászati és Kohászati Lapok - Kohászat, 1997 (130. évfolyam, 1-12. szám)

1997-01-01 / 1. szám

ROVATVEZETŐ: DR. VERŐ BALÁZS / VASKOHÁSZAT Thermische und thermisch-mechanische Ermüdung Termikus és termikus-mechanikus kifáradás LÖHE, DETLEF In den zweiten Teil des Artikels werden die wäh­rend der thermo-mechanischen Ermüdung im Ge­füge sich vorgehenden Änderungen analysiert. Zur Änderung der Grenz- und Mittelspannungen können sehr komplexe Vorgänge führen. Das Ent­sehen und Aufbreitung der Risse ist die auffallen­­dete Folge der Ermüdungsprozessen. 5. Phasen der thermischen Ermüdung Als Phasen der thermischen Ermüdung werden im fol­genden das Wechselverformungsverhalten, die Bildung kurzer Risse und die Rißausbreitung anhand einiger neuerer Ergebnisse angesprochen. Bei thermischer LCF-Beanspruchung muß nach relativ geringer Zyklen­zahl mit der Existenz kurzer Risse gerechnet werden. Gleichwohl ist das Wechselverformungsverhalten von großer Bedeutung, da zyklische Ver- und Entfestigungs­prozesse die auftretenden plastischen Dehnungsampli­tuden verändern, die ihrerseits die Ausbreitung kurzer Risse beeinflussen [17]. Ferner können bei bestimmten Werkstoffen thermozyklisch Mittelspannungen aufge­baut oder verändert werden, was sich ganz wesentlich auf die Rißausbreitung auswirkt. Bild 18 zeigt die Entwicklung von Mittelspannungen in ferritischem Gußeisen mit Vermikulargraphit GGV- 30 während thermisch-mechanischer Ermüdungsbean­spruchung [9], die in einer Versuchseinrichtung ent­sprechend Bild 14 vorgenommen wurde. Dieser Werk­stoff wird beispielsweise für thermisch-mechanisch höchstbeanspruchte Zylinderköpfe von Verbrennungs­motoren, z.B. Schiffsdeiselmotoren, eingesetzt. Die Pro­ben waren zu Versuchsbeginn nach Erreichen der Mit­teltemperatur spannungsfrei und wurden dann unter völliger Dehnungsbehinderung zwischen der Unter­temperatur, die jeweils 150 °C betrug, und der Ober­temperatur von 300 bzw. 350 °C thermozyklisch beansprucht (out-of-phase-Beanspruchung). Entspre­chend diesen Randbedingungen sind die Mittelspan­nungen zu Versuchsbeginn verschwindend klein. Über­raschenderweise, entwickeln sich nun bei thermozykli­­scher Beanspruchung mit T0 = 350 °C Zugmittelspan-Die Daten des Verfassers wurden im Heft 1996/12 mitgeteilt. A szerző adatait 1996/12. számunkban közöltük. A dolgozat második részében a szerző a termő­­mechanikus igénybevétel során lezajló szövet­szerkezeti változásokat elemzi. A határ- és közép­feszültségek változásának okai igen összetettek lehetnek. A felületi repedések kialakulása és fel­nyílása a kifáradás folyamatának legszembetű­nőbb következménye. 5. A termikus kifáradás egyes fokozatai A termikus kifáradás egyes lépéseit, a fáradásos alakvál­tozás közbeni viselkedést, a rövid repedések képződését és a repedések tovaterjedését, felnyílását néhány konk­rét példa kapcsán tárgyaljuk. Termikus LCF-igénybevé­­tel esetén már viszonylag kis ciklusszám esetén számol­nunk kell rövid repedések kialakulásával. Hasonlókép­pen nagyjelentőségű a fáradásos alakváltozás közbeni vi­selkedés, mert a ciklikus keményedési és lágyulási folya­matok a fellépő képlékeny nyúlásamplitúdó értékét megváltoztatják, amely viszont a rövid repedések terje­désére van hatással [17]. Továbbá, bizonyos szerkezeti anyagok esetén a ciklikus termikus igénybevétel során a feszültségek középértékei is növekedhetnek, vagy le­csökkenhetnek, ami alapvetően befolyásolhatja a repe­dés kinyílását. A 18. ábra eg>' vermikulár-grafitos öntöttvasban (GGV 18. ábra. Termociklikusan igénybevett GGV-30 középfeszültségének változása eltérő felső határhőmérséklet esetén [9] Bild 18. Entwicklung von Mittelspannungen in thermozyklisch beanspruchten GGV-30 bei unterschiedlichen Obertemperaturen [9]

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