Berechnung der Streuung statischer Festigkeitskennwerte für vergütete Bauteile
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Abstract
Die Festigkeitseigenschaften von Stählen werden insbesondere über die Zugabe von Legierungselementen beeinflusst. Zur Vorhersage der statischen Festigkeit einer konkreten Stahlzusammensetzung existieren verschiedene Verfahren, mit denen sich Härte-Tiefenverläufe für vergütete Bauteile berechnen lassen. Diese können beispielsweise bei der Werkstoffauswahl oder der Entwicklung neuer Werkstoffsorten nützlich sein. Da eine exakte Einstellung der Legierungselementanteile technologisch nicht möglich ist, werden in den einschlägigen Werkstoffnormen Streubänder für die unterschiedlichen Stahlsorten angegeben. Diese Streuung der chemischen Zusammensetzung resultiert in einer Streuung der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs. Die Kenntnis der Festigkeitsstreuung ist unter anderem zur Umrechnung der Bauteilfestigkeit auf unterschiedliche Überlebenswahrscheinlichkeiten unabdingbar. In diesem Beitrag wird die Berechnung der Festigkeitsstreuung beschrieben. Dazu werden die existierenden Berechnungsmethoden mit der Monte-Carlo-Simulation verknüpft. Dabei werden die Auswirkungen unterschiedlicher Werkstoffe und Halbzeuggeometrien auf die Streuung der Härte exemplarisch aufgezeigt. Für Vergütungsstähle mit normalverteilten Legierungselementanteilen bei einer Prozessfähigkeit von 𝐶𝑝 = 𝐶𝑝𝐾 = 1 liegt die relative Streuung der Vickers-Härte zwischen 1,3 % und 4,5 %. Eine Anwendung der Berechnungsmethode auf beliebige Vergütungsstähle und Bauteilgeometrien ist möglich.
Details
Original language | German |
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Title of host publication | Dresdner Maschinenelemente Kolloquium DMK 2022 |
Pages | 506-520 |
ISBN (electronic) | 978-3-96548-136-7 |
Publication status | Published - 27 Apr 2022 |
Peer-reviewed | No |
Colloquium
Title | Dresden Colloquium on Machine Elements 2022 |
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Abbreviated title | DMK 2022 |
Duration | 26 - 27 April 2022 |
Location | Hyperion Hotel Dresden am Schloss |
City | Dresden |
Country | Germany |
External IDs
ORCID | /0009-0001-6766-2792/work/137557152 |
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Keywords
DFG Classification of Subject Areas according to Review Boards
Subject groups, research areas, subject areas according to Destatis
Keywords
- Stahl, Wärmebehandlung