Zyklische Eindringprüfungen zur Ermittlung lokaler Kenngrößen der Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe

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Instrumentierte Verfahren zur Härtemessung, bei denen der Prüfkraft-Eindringtiefe-Verlauf kontinuierlich ermittelt wird, liefern im Sinne einer "mechanischen Mikrosonde" vielfältige Informationen über randnahe Werkstoffeigenschaften. Neben den eigentlichen Härteangaben gehören dazu beispielsweise Aussagen über mechanische Eigenschaften bei elastischer und überelastischer quasistatischer Beanspruchung sowie vorliegende Eigenspannungszustände. Unklar ist, inwieweit durch zyklische Eindringprüfungen auch quantitative Angaben über das lokale Werkstoffverhalten bei schwingender Beanspruchung gewonnen werden können. Solche Kenntnisse sind beispielsweise zur Beurteilung randschichtverfestigter Werkstoffzustände von großem Interesse und bisher nur sehr schwer und nicht in ausreichendem Maße zugänglich. Es ist deshalb geplant, zunächst an homogenen Werkstoffzuständen mit bekanntem mechanischen Verhalten bei schwingender Beanspruchung unter Kraft- und Wegkontrolle zyklische Prüfkraft-Eindringtiefe-Verläufe aufzunehmen und hinischtlich charakteristischer Kenngrößen auszuwerten. Parallel dazu sollen FE-Simulationen durchgeführt werden mit dem Ziel, die experimentellen Resultate korrekt zu bewerten. Insbesondere soll dabei die Veränderung der zyklischen plastischen Zone unterhalb des Indenters beurteilt werden. In einem weiteren Schritt erfolgt dann der Übergang zu inhomogenen Werkstoffzuständen unter Einschluss definierter Eigenspannungsverteilungen. Ziel ist es, das Potenzial instrumentierter Härteprüfverfahren zur Beschreibung zyklischer Werkstoffeigenschaften randschichtverfestigter Zustände zu bewerten und praxistaugliche Verfahren zu entwickeln.