Lebensdauerabschätzung von Bauteilen aus globularem Grauguss auf der Grundlage der lokalen gießprozessabhängigen Werkstoffzustände

Das Ziel der Arbeit ist, eine mögliche Verbesserung der Güte der Lebensdauervorhersage für Gusseisenwerkstoffe mit Kugelgraphit zu erreichen, wobei die Gießprozesse verschiedener Hersteller berücksichtigt werden. Im ersten Schritt wurden Probenkörper aus GJS500 und GJS600 von mehreren Gusslieferanten gegossen und daraus Schwingproben erstellt. Insgesamt wurden Schwingfestigkeitswerte der einzelnen gegossenen Proben sowie der Proben des Bauteils von verschiedenen Gussherstellern weltweit entweder durch direkte Schwingversuche oder durch eine Sammlung von Betriebsfestigkeitsversuchen bestimmt. Dank der metallografischen Arbeit und Korrelationsanalyse konnten drei wesentliche Parameter zur Bestimmung der lokalen Dauerfestigkeit festgestellt werden: 1. statische Festigkeit, 2. Ferrit- und Perlitanteil der Mikrostrukturen und 3. Kugelgraphitanzahl pro Flächeneinheit. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde ein neues Festigkeitsverhältnisdiagramm (sogenanntes Sd/Rm-SG-Diagramm) entwickelt. Diese neue Methodik sollte vor allem ermöglichen, die Bauteildauerfestigkeit auf der Grundlage der gemessenen oder durch eine Gießsimulation vorhersagten lokalen Zugfestigkeitswerte sowie Mikrogefügenstrukturen besser zu prognostizieren. Mithilfe der Versuche sowie der Gießsimulation ist es gelungen, unterschiedliche Methoden der Lebensdauervorhersage unter Berücksichtigung der Herstellungsprozesse weiterzuentwickeln