Fatigue behaviour of forged components: Technological effects and multiaxial fatigue

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist sowohl die Untersuchung der Einflüsse des Schmiede- und Wärmebehandlungsprozesses als auch jener von lokalen multiaxialen Beanspruchungen auf das Schwingfestigkeitsverhalten von Bauteilen. Eine systematische Untersuchung der einzelnen Einflussgrößen des Schmiede- und Wärmebehandlungsprozesses zeigt, dass die Schwingfestigkeit beim Schmiedeprozess wesentlich von der lokalen Seigerungslage, bei der Wärmebehandlung wesentlich von der Makrohärte abhängt. Ein statistisch relevanter Einfluss des lokalen Vergleichsumformgrades sowie der Korngrößenverteilung auf das Schwingfestigkeitsverhalten konnte nicht festgestellt werden. Durch den Glühvorgang im Schmiedeofen kommt es zu Diffusionsprozessen in den Seigerungsgrenzschichten, die eine Schwingfestigkeitssteigerung hervorrufen. Darauf aufbauend wurde ein Modell zur Berechnung synthetischer Wöhlerlinien erstellt. Für Schwingfestigkeitsversuche unter multiaxialer Beanspruchung wurde eine neue Prüfmaschine entwickelt. Die Versuche zeigen, dass proportionale Beanspruchungen gut durch bestehende Festigkeitshypothesen erfasst werden, während es bei nicht proportionalen Beanspruchungen zu Abweichungen kommt. Darauf aufbauend wurden zwei neue integrale Festigkeitshypothesen Sicherheitsintensitätshypothese (SFIH) und Schädigungsintensitätshypothese (DIH) erstellt, welche gute Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen sowohl für Vergütungsstähle als auch für die Gusslegierungen zeigen.