Investigation of the microstructural influence on the fretting fatigue behavior and on the damage mechanism of iron-based materials

Zahlreiche technische Anwendungen unterliegen einer reibermüdenden Belastung, d.h. einer Kombination einer zyklischen Belastung (Zug/Druck) und einer Relativbewegung von in Kontakt befindlichen Oberflächen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde gezielt dem Einfluss der Mikrostruktur auf das Reibermüdungsverhalten am Beispiel von Reineisen, ferritisch-perlitischen Stählen (Ck15, Ck35, Ck53) und voll perlitischem Stahl (Ck85) nachgegangen. Dabei konnte ein großer Einfluss der vorliegenden Mikrostruktur (Ferrit/Perlit-Verhältnis, Perlitlamellenbabstand, Ferritkorngröße) auf die resultierende Schädigung durch Reibermüdung gefunden werden. Durch die systematisch angelegten Versuchsreihen konnte gezeigt werden, dass sowohl durch den Perlitlamellenabstand als auch sehr stark durch die Ferritkorngröße das Reibermüdungsverhalten beeinflusst wird. Durch die Variation der Korngröße, des Ferrit/Perlit-Verhältnisses und der Perlitmorphologie konnte so ein genaues Verständnis über das Reibermüdungsverhalten in Bezug auf die Mikrostruktur gewonnen werden.retting fatigue is a serious problem in engineering applications. Fretting and relative motions between contacting components create surface and moreover subsurface damage, extremely dependent on the current microstructure. Under fatigue loading, this leads to a failure of the component. To investigate systematically the influence of specific micro-structural parameters on the fretting fatigue behaviour, a broad variety of different iron-base materials were investigated in this study. Based on a variation of the grain size and of the ferrite/pearlite morphologies, a detailed understanding of microstructural effects on the fretting fatigue behaviour could be derived