Influence of density increases due to mechanical surface treatments on the fatigue behaviour of sintered iron base materials

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Die Auswirkungen von mechanischen Oberflächenbehandlungen auf die Randschichten von Sinterbauteilen sollen systematisch erfasst und bezüglich der resultierenden Eigenschaften bei schwingender Beanspruchung bewertet werden. Bezüglich der erzielbaren Festigkeiten stoßen herkömmliche Sintermethoden an Grenzen, denen bisher durch unterschiedliche, aufwendige Wärmebehandlungsmaßnahmen begegnet wird. Im Vergleich hierzu sollte eine Nachverdichtung der im Betrieb höchstbelasteten randnahen Bereiche durch eine kostengünstige mechanische Oberflächenbehandlung weitere Vorteile mit sich bringen, wenn von relativ geringen Dichten nach der eigentlichen Sinterung ausgegangen werden muss. Zusätzliche Schwingfestigkeitssteigerungen sind aus der randnahen Eigenspannungs- und Verfestigungsentwicklung zu erwarten, die durch die mechanische Oberflächenbehandlung hervorgerufen werden. Diesen Effekten überlagert ist lediglich der negative Einfluss der erhöhten Oberflächenrauheit. Deshalb sollen im Rahmen des Vorhabens die aus mechanischen Nachbehandlungen resultierenden Randschichtzustände charakterisiert werden. Ergänzend zu experimentellen Untersuchungen ist dabei der Einsatz von Finite-Elemente-Simulation vorgesehen. Den Kern des Vorhabens bildet die Untersuchung der Auswirkungen von Gefüge, Porosität und ihrer Verteilung, Eigenspannungs- und Verfestigungszustand sowie Oberlächentopographie auf das Verhalten bei schwingender Beanspruchung. Durch gezielte Nachbehandlungen nach der mechanischen Oberflächenbehandlung sind diese Einflüsse getrennt voneinander bewertbar.