Das Projekt sollte die Anwendungseignung von AFP-Stählen (ausscheidungshärtende ferritisch-perlitische Stähle) für Fahrwerksteile im Nutzfahrzeugbau aufzeigen und die Substanz bestehender Vorbehalte prüfen. Der direkt aus der Schmiedehitze vergütete AFP Stahl hat durch den kürzeren Fertigungsprozess seine Vorteile in geringeren Fertigungskosten. Dem gegenüber stehen, aus der Literatur bekannt, eine geringere Duktilität und etwas geringere Festigkeitskennwerte. Die beiden untersuchten AFP Stähle wurden so gewählt, dass mit dem 30MnVS6+Ti ein auf gute Festigkeitskennwerte und mit dem 18MnVS5 ein auf eine gute Duktilität hin abgestimmter Vertreter untersucht wurden. Zum Vergleich wurde der klassische Vergütungsstahl 38MnB5 stichprobenartig untersucht. In diesem Projekt wurden zwei Sicherheitsbauteile aus dem Fahrwerk, ein NFZ-Achs-Schenkel und ein NFZ-Lenkhebel, aus den drei benannten Werkstoffen gefertigt und in Versuchen vergleichend auf ihre Schwingfestigkeit, Betriebsfestigkeit und ihr Verhalten unter einer schlagartigen Belastung hin untersucht. Die bauteilgebundenen Werkstoffeigenschaften konnten anhand von aus den Bauteilen entnommenen Materialproben ermittelt werden. Diese Untersuchungen schlössen ebenfalls Versuche zur Ermittlung der Mittelspannungsempfindlichkeiten und der unter betriebsähnlichen Belastungen erzielbaren Schadenssummen mit ein. Ferner wurden die Kennwerte für das Übertragbarkeitskonzept anhand des hochbeanspruchten Werkstoffvolumens ermittelt. Diese bilden die Grundlage für eine Anwendung der an Proben ermittelten Werkstoffkennwerte bei der betriebsfesten Bauteilauslegung gegen zyklische Belastungen. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Schwingfestigkeitseigenschaften des Vergütungsstahls unter Betriebsbelastungen kaum von jenen der AFP-Stähle abheben. In dem Projekt galt es ferner, eine Absicherung der Bauteile gegen im Betrieb auftretende schlagartige Belastungen vorzunehmen. Anhand von Bauteilversuchen unter schlagartiger Belastung und der begleitenden bruchmechanischen Bewertung auf Basis von in dem Projekt ermittelten bruchmechanischen Werkstoffkennwerten und Finite-Element-Berechnungen konnte die Eignung der AFP Bauteile auch für diese Belastungen nachgewiesen werden. Auch unter tiefen Temperaturen können AFP - Bauteile auf Impact-Belastungen duktil reagieren. Die Voraussetzungen hierfür sind erfüllbar: eine sorgfältige Kontrolle der geeigneten Gefügeausbildung bei stabiler Prozessführung und der Ausschluss von fertigungsbedingten Rissen, größeren Riefen oder größeren Gefügeungänzen.
Betriebssichere Auslegung von Fahrwerkssicherheitsbauteilen aus AFP-Stahl. Schlussbericht: Bewilligungszeitraum: 01.12.2009 - 30.11.2012
2012
135 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Report
Deutsch
ferritisch-perlitischer Stahl , Fertigungsprozess , Materialprobe , Duktilität , Vergütungsstahl , Schmieden , Nutzfahrzeug , Fertigungskosten , Achsschenkel , Werkstoffeigenschaft , Kennwert , Gebrauchseignung , Schwingfestigkeit , Betriebsfestigkeit , Lenkhebel , zyklische Belastung , Betriebsbeanspruchung , Prozessführung
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