Wann ist ein mindestwert für die bruchdehnung von bedeutung

Dieser Werkstoff wird auch als DC01, St12 oder FeP01 bezeichnet und ist in der DIN EN 10130 beschrieben.

1.0330 ist ein unlegierter Qualitätsstahl und wird den allgemeinen Baustählen zugeschrieben. Der Norm entsprechend handelt es sich hier um kaltgewalzte Flacherzeugnisse ohne Überzug mit Walzbreiten von >/= 600 mm und einer Mindestdicke von 0,35 mm.

Das Material eignet sich für mittlere Verformungen und wird im Allgemeinen für Kant- und einfache Ziehoperationen eingesetzt.

Anwendungsgebiete von DC01

Schweißbarkeit

1.0330 ist grundsätzlich für Standard-Schweißverfahren geeignet. Soll Gasschmelzschweißen angewandt werden, sollte dies bei der Bestellung angegeben werden.

Eigenschaften nach DIN EN 10130

kaltgewalzte Erzeugnisse

Die Werte und Angaben bezüglich des Werkstoffes sind rein informativ. Alle Angaben sind ohne Gewähr. Schreibfehler, Irrtümer und Änderungen vorbehalten.

Die Formgebung und damit oftmals verbundene konstruktiv bedingte Kerben beeinflussen die Schwingfestigkeit maßgeblich. Durch das Einbringen von Kerben und mit zunehmender Kerbschärfe (zum Beispiel Absätze, Bohrungen) verringert sich die ertragbare äußere Belastung. Bei sehr scharfen Kerben kann die Schwingfestigkeit einer Konstruktion nicht mehr durch die Wahl eines höherfesten Gusswerkstoffes angehoben werden (Bild 167).

Aufgrund der inneren Kerben, die bei Eisengusswerkstoffen durch den eingelagerten Graphit vorliegen, ist die relative Minderung der Schwingfestigkeit durch bearbeitungsbedingte Kerben niedriger als bei gewalzten oder geschmiedeten Stählen. Die im Vergleich zu Stählen gefügebedingte geringere Kerbempfindlichkeit von Gusswerkstoffen führt im gekerbten Zustand teilweise zu einem mit Stählen vergleichbaren Schwingfestigkeitsverhalten. Dies ermöglicht in Verbindung mit den Gestaltungsfreiräumen der Gusstechnik auch bei hoch belasteten Bauteilen Werkstoffsubstitutionen.

Fertigung

Aufgrund der Reaktion der Schmelze während des Gießprozesses mit den Formwerkstoffen oder bei Vorgängen während der Erstarrung können sich an der Gussoberfläche und im oberflächennahen Bereich Verunreinigungen, Mikroporen oder Zonen mit Gefügeentartungen bilden. Gegenüber dem fein gedrehten oder geschliffenen Oberflächenzustand kann der Gusszustand eine um etwa 20 % niedrigere Schwingfestigkeit aufweisen. Durch eine Oberflächenverfestigung, beispielsweise durch Reinigungsstrahlen, kann gegenüber dem Gusszustand eine Schwingfestigkeitserhöhung um rund 30 % erreicht und somit auch die Rauheit kompensiert werden. Diese Steigerungsbeträge sind nur dann möglich, wenn bedingt durch die Belastungsart und Bauteilgeometrie (Kerben) steile Spannungsgradienten vorliegen und keine festigkeitsmindernden Inhomogenitäten vorhanden sind. Bei dickwandigen Gussbauteilen sind daher zum Beispiel durch Kugelstrahlen weitaus geringere Steigerungen zu erwarten. Die Effektivität der Strahlbehandlung hängt von der Abstimmung der Prozessparameter mit dem jeweiligen Werkstoff und der Bauteilgeometrie ab. Ungänzen oder Entartungen, die im Fertigungsprozess im Werkstoff entstehen können, wirken sich ebenfalls auf das Schwingfestigkeitsverhalten aus [205]. Die Zusammenhänge von zulässiger Beanspruchung in Abhängigkeit vom Gefügezustand, Oberflächenbeschaffenheit und Ungänzen oder Entartungen sind für dickwandige Bauteile aus EN-GJS-400-15 in [206] ausführlich dargestellt.

In der Großserienfertigung von Gussbauteilen gibt es auch andere, wirkungsvollere Möglichkeiten, die Schwingfestigkeit zu steigern, so durch Festwalzen, Induktionshärten oder durch eine Kombination  von beiden Behandlungsarten. Je nach Werkstoff, Geometrie und Belastung (wechselnd oder schwellend,  konstante oder variable Amplituden) können hierdurch Steigerungen bis etwa Faktor 2,5 in der ertragbaren Spannungsamplitude erreicht werden [207]. Dominiert wird diese Steigerung durch die verfahrensabhängig eingebrachten Druckeigenspannungen in die Randschicht. Durch diese Maßnahmen kann die Schwingfestigkeit häufig wirksamer gesteigert werden als durch konstruktive Maßnahmen.

Grundsätzlich sind alle Randschichtzustände in ihrer Auswirkung auf die Schwingfestigkeit unter dem Gesichtspunkt „fertigungsinduzierter“ (Fräsen, Drehen, Schleifen, usw.) Eigenspannungen zu bewerten. 

Belastung

Neben den aufgebrachten äußeren Beanspruchungen (konstante oder variable Amplituden, einachsige oder mehrachsige Belastung) zählen hierzu auch die Umgebungseinflüsse wie Temperaturoder Medieneinflüsse. Unter langen Haltezeiten können bei stationärem Betrieb bei hohen Temperaturen zusätzlich auch Oxidations- und Kriecheffekte auftreten. Für Gusseisen mit Kugelgraphit fällt die Schwingfestigkeit bei höheren Temperaturen ab etwa 100 °C kontinuierlich ab. Gegenüber Raumtemperatur muss bei 300 °C mit rund 10 %, bei 500 °C rund 25 % bis 30 % Minderung gerechnet werden.

Chloridhaltige wässrige Lösungen setzen, je nach Chlorionenkonzentration, die Lebensdauer und die Korrosionsschwingfestigkeit sehr stark herab, da der Abknickpunkt der Wöhlerlinie extrem zu höheren Schwingspielzahlen hin verschoben wird. Unter Schwellbelastung sind die durch korrosives Umgebungsmedium hervorgerufenen Schwingfestigkeitsverluste niedriger als unter Wechselbelastung. Inwiefern Beschichtungen, wie zum Beispiel Verzinken, ein effektiver Schutz gegen Korrosionsermüdung sein kann, muss im Einzelfall untersucht werden.

Eine weitere Korrosionsart unter zyklischer Belastung ist die Reibkorrosion, die häufig aufgrund von Relativbewegungen zwischen Werkstoffpaarungen auftritt.  Grundsätzlich verhalten sich Eisengusswerkstoffe hinsichtlich der Reibkorrosion wegen der Schmierwirkung der Graphiteinlagerungen günstiger als Stahl. Die Reibkorrosion kann durch Kugelstrahlen (Oberflächenverfestigung und induzierte Druckeigenspannungen) sehr effektiv verringert werden.

Was bedeutet eine hohe Bruchdehnung?

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