ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
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:
Measurement of Deep-Rolling Residual Stress-Distributions on ComponentsIn many practical cases surface layers of components are the most heavily stressed material zones. In order to improve the fatigue strength and the wearability of components thermal, thermochemical and mechanical surface treatment methods like induction hardening, case hardening, nitriding, shot peening and deep-rolling are applied for several years. The effect of these methods depends on the increase of strength and on the production of compressive residual stresses in the heavily stressed surface layers. The mechanical processes also affect the surface roughness which may be reduced by choosing suitable process parameters. Due to the mechanical surface treatment by deep-rolling fatigue strength improvements up to 200% are possible [1], and the compensation of the notch effect was observed for notched specimen [2].In the industry the deep-rolling is applied on e. g. crankshafts, screws, valve shafts and actuation shafts. The direct control of surface layer properties, like residual stresses and hardening, by x-ray measurements on axial sections of the components is presented here as a method for quality insurance of rolled parts. The measuring method may also be used to verify results of FEM-simulations. FEM-simulations are applied to estimate the modification of the residual stresses due to preparation.
Notes:
In vielen Fällen der technischen Praxis stellen die Randschichten von Bauteilen die höchstbeanspruchten Werkstoffbereiche dar. Zur Schwingfestigkeits- und Verschleißfestigkeitssteigerung werden daher seit Jahren thermische, thermochemische und mechanische Randschichtbehandlungsverfahren wie Induktionshärten, Einsatzhärten, Nitrieren, Kugelstrahlen und Festwalzen eingesetzt. Die Wirkung dieser Verfahren beruht vorwiegend auf einer Steigerung der Werkstoffestigkeit und der Erzeugung von Druckeigen-spannungen 1. Art in den beanspruchten Bauteiloberflächen. Beiden mechanischen Verfahren wird darüber hinaus die Oberflächenrauhigkeit verändert bzw. verringert, wenn die Prozeßparameter geeignet gewählt werden. Durch diese Randschichtbeeinflussung lassen sich beim Festwalzen Schwingfestigkeitssteigerungen um bis zu 200% erzielen [1], so daß bei gekerbten Proben vielfach eine Aufhebung der Kerbwirkung beobachtet werden konnte [2].Das Festwalzen hat in der Industrie u. a. bei Kurbelwellen, Schrauben, Ventilschäften und Antriebswellen Anwendung gefunden. Zur Qualitätsprüfung von festgewalzten Bauteilen wird hier die direkte Überprüfung der Randschichteigenschaften, d. h. der Eigenspannungen und der Verfestigung, mittels röntgenografischer Messungen an axialen Bauteilschnitten vorgestellt. Das Meßverfahren kann weiterhin zur Überprüfung von Ergebnissen aus FEM-Simulationen dienen, mit deren Hilfe die Beeinflussung der Eigenspannungen durch die einen starken Eingriff darstellende Präparation abgeschätzt werden kann.
Additional Material:
6 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19970280405
Permalink
