Längere Lebensdauer mit reineren Einsatzstählen – was lohnt sich und wie rein ist rein?*
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Stefan Hock
Kurzfassung
Nichtmetallische Einschlüsse (NE) können in einsatzgehärteten Bauteilen Risse auslösen und damit zu einem Bauteilversagen führen. Diese NE sind einerseits zu selten, um sie mit der mikroskopischen Reinheitsgradprüfung zu beschreiben, anderseits aber zu klein für die Erkennung mit Ultraschallprüfung (UT-Prüfung) am gewalzten Material im Stahlwerk. Diese Lücke kann mit der UT-Prüfung in Tauchtechnik nach dem Stahl-Eisen-Prüfblatt (SEP) 1927 [2] teils geschlossen werden.
Die ZF Friedrichshafen AG hat mit der UT-Prüfung nach SEP 1927 Einsatzstähle charakterisiert und Probematerialien mit unterschiedlichen Reinheitsgraden definiert. Untersuchungen der Schwingfestigkeit im einsatzgehärteten Zustand ergaben extreme Unterschiede in der Lebensdauer in Abhängigkeit vom UT-geprüften Reinheitsgrad. Die UT-Prüfung in Tauchtechnik hat sich dabei als zweckmäßiges, aber immer noch nicht hinreichendes Prüfverfahren herausgestellt. Es zeigt sich, dass mit einer Differenzierung des Materials nach Reinheitsgrad unter Umständen eine erhebliche Differenzierung der Bauteile nach Schwingfestigkeit möglich ist.
Abstract
Non-metallic inclusions can cause cracks in case hardened components thus leading to component failure. Those non-metallic inclusions are on the one hand too rare to be evaluated by means of microscopic cleanliness inspection but on the other hand too small to get detected by online ultrasonic inspection (UT inspection) performed on the rolled product at the steel maker. This gap can be closed at least partly by means of ultrasonic immersion testing method acc. to SEP 1927 [2]. ZF Friedrichshafen AG has characterized case hardening steels by using SEP 1927 and defined sample material having different cleanliness levels. Fatigue tests in case hardened condition showed extremely different lifetime depending on UT inspected cleanliness. The ultrasonic immersion testing method emerged as a practical but however still insufficient inspection method. It is shown that materials differentiated into different levels of cleanliness can result in a considerable distinction in the fatigue strength of components.
Literatur
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© 2012, Carl Hanser Verlag, München
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