FVA 743 I: Betriebsfestigkeitsnachweis von ADI-Gussbauteilen

Finanzierung: Aif über die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA)

Laufzeit: 01.01.2015 - 31.12.2017

ADI (Austemperd Ductile Iron) ist ein thermisch vergütetes Gusseisen mit Kugelgraphit. Im Projekt wird die zyklische Festigkeit von ADI-Gussbauteilen bei unterschiedlichen Mittelspannungen untersucht.

Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, muss für sicherheitsrelevante Bauteile ein Festigkeitsnachweis erbracht werden. Hierbei wird unter Berücksichtigung der Statistik die Beanspruchung der Festigkeit gegenübergestellt. Der Festigkeitsnachweis kann sowohl rechnerisch als auch experimentell durchgeführt werden. Da in den frühen Entwicklungsphasen eines Produkts oft noch keine Bauteile vorhanden sind, ist hier nur ein rechnerischer Festigkeitsnachweis möglich.

Ein allgemeingültiger Festigkeitsnachweis liegt mit der FKM-Richtlinie vor. Die FKM-Richtlinie ist für Stahl-, Eisenguss- und Aluminiumwerkstoffe gültig. Für ADI-Gussbauteile ist die Anwendbarkeit, insbesondere für hochfeste ADI-Gusssorten, eingeschränkt. Des Weiteren existieren keine Erfahrungen bezüglich der Treffsicherheit der Richtlinie in Bezug auf ADI-Gussbauteile.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die experimentelle Bestimmung der Mittelspannungsempfindlichkeit von ADI-Gussbauteilen. Dabei werden unterschiedliche Beanspruchungsarten (Biegung und Torsion) im Zeitfestigkeitsbereich sowie im Langzeitfestigkeitsbereich  betrachtet. Im Anschluss wird die Anwendbarkeit der FKM-Richtlinie auf ADI-Gussbauteile unter Einbeziehung der Mittelspannungskennwerte überprüft. Hierfür werden die geprüften bauteileähnlichen Proben sowie Bauteile aus der Literatur nachgerechnet und darauf aufbauend ein Leitfaden erstellt. Zusätzlich wird die mehrachsige Beanspruchbarkeit von ADI-Gussbauteilen exemplarisch untersucht.