ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Size Effect and Fatigue Properties with Respect to Optimized Surface-Treatment.A hyperbolic function describes the geometrical size effect of notched specimens made from heat treated steel.An estimation of fatigue properties of components under one level fatigue tests is possible, if there are comparable materials and surface properties. The fatigue properties of specimens are well described by standardized stress-N graphs. The slope of the stress-N graphs in the range of load cycle depends on the concentration factor and not on the size effect.The fatigue properties of components are largely increased by thermal and mechanical surface strengthening. For the determination of the improvement of fatigue properties it is important to known the initiation of cracking. The improved fatigue properties of inductive surface hardened smooth specimens can be explained by the initiation of cracking below the surface. Mechanically strengthened notched specimens start cracking on the surface. The increase of fatigue properties for these specimens is explained by compressive residual stresses.The fatigue properties of notched specimens can be improved by the optimisation of mechanical strengthening, to higher values than for smooth surface strengthened specimens. This is due to compressive residual stresses. They decrease the tensile stresses which are responsible for crack propagation. If the tensile stress is below fatigue limit for initiation of cracking the crack arrests immediately.
Notes:
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.
Additional Material:
10 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19810120406
