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:
The Improvement of Fatigue Limit as a Result of Hardening and Macrostresses Due to a Surface TreatmentSurface treatments, that increase the hardness as well as induce surface residual macrostresses, are universaly able to improve the fatigue limit. It is shown, that depending on the shape of specimens both effects together are responsible for the raise of the fatigue strength, which is in contrast to former opinions. The increase of hardness increases the stress required for crack initiation and is thus decident for unnotched specimens, whereas in this case the influence of permanent residual stresses is relatively smaller. Notched specimens of sufficient stress concentration factor kt are determined by the crack propagation conditions, which can be controlled decisively by mean loads. The increase of hardness improves the resistance against crack initiation proportional to the 1/kt portion of the unnotched fatigue limit, but cracks remain nonpropagating as long as a certain minimum alternative stress, which can be raised by compressive residual stresses, is not exceeded. Depending upon concentration factor, mean compressive load and hardness the transition from crack initiation to crack propagation as the criterion for fatigue fracture can be estimated by several fatigue-strength-diagrams, which are evaluated for specimens of constant hardness but are valid for surface hardened specimens as well.
Notes:
Eine universelle Möglichkeit, die Dauerhaltbarkeit von Bauteilen zu verbessern, bieten Oberflächenbehandlungsverfahren, die sowohl die Werkstoffhärte erhöhen als auch Druckeigenspannungen 1. Art in der Randschicht erzeugen. Im Gegensatz zu der im älteren Schrifttum oft vertreten Ansicht, nach der entweder der eine oder der andere Einfluß für den Mechanismus der Wechselfestigkeitssteigerung verantwortlich sein soll, zeigt sich, daß in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie beide Faktoren zusammenwirken. Die Härtesteigerung beeinflußt vornehmlich die Anrißdauerfestigkeit und bestimmt damit das Verhalten glatter Teile; Druckeigenspannungen, sofern sie nicht abgebaut werden, leisten einen geringeren Beitrag. Bei gekerbten Proben ausreichend hoher Formzahl wird der Dauerbruch durch die Rißausbreitungsbedingungen festgelegt, die in entscheidender Weise von Mittelspannungen abhängen. Die Härtesteigerung erhöht zwar proportional zum 1/αk-fachen Teil der Wechselfestigkeit glatter Proben die Beständigkeit gegen die Bildung von Anrissen, diese bleiben aber stehen, sofern nicht eine durch Druckmittelspannungen heraufsetzbare Mindestwechselspannung überschritten wird. Der von Formzahl, Höhe der Druckeigenspannungen und Härte abhängige Übergang von Anrißbildung zu Rißfortschritt als Kriterium für die zum Bruch führende Wechselspannung kann in Dauerfestigkeitsschaubildern abgelesen werden, die für Werkstoffe homogener Festigkeit aufgestellt werden, die aber ebenso für oberflächenverfestigte Proben gelten.
Additional Material:
10 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19780090204
