DIN 30912-6-1990 Sintered metal materials sint-guide-lines part 6 fatigue strength of sintered steels《烧结金属材料 烧结指南 第6部分 烧结钢的振动强度》.pdf

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1、DIN1 DIN 30932 TEIL b 90 2794442 0058738 30T DK 621.762 : 669-1 38 : 620.1 7 DEUTSCHE NORM Oktober 1990 Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstrae 6,1000 Berlin 30 DIN 30912 Teil 6 Okt 1990 Preisgr. 5 10.90 Vertr.-Nr. 0005 Sintermetalle Si n t- Rich t I i n i e n (S R) Sc h wi

2、 n gfest ig kei t von Sint erst h len I 30912 I Teil 6 Sintered metal materials-Sint-guide-lines -part 6: Fatigue strength of sintered steels Ersatz fr DIN V 30 912 T6/06.86 1 Allgemeines Sintersthle gewinnen auch fr hochbelastete Bauteile -bis hin zu Sicherheitsteilen -immer mehr an Bedeutung. Auf-

3、 grund derArt der Beanspruchung sind fr die Auslegung solcher Bauteile meist dynamische Werkstoffkenngren,d. h.die Schwingfestigkeit, wesentlich wichtiger als statische Kenngren. Dennoch wurden bisher- mangels detaillierter Kennt- nisse -bei Werkstoff-Auswahl und -Vergleich die statischen Kenngren Z

4、ugfestigkeit und Bruchdehnung herangezogen. Wenn in Einzelfllen Schwingfestigkeitswerte zurVerfgung standen,verglich man im allgemeinen Werte aus Messungen ungekerbter Probestbe. Untersuchungen im Rahmen von Gemeinschaftsprojekten der deutschen pulvermetallurgischen Industrie zeigen dem- gegenber, d

5、a die Leistungsfhigkeit der Sintersthle -wie auch der anderen Werkstoffe - bei dynamischer Beanspru- chung nur dann richtig bewertet ist, wenn als anwendungsrelevante Kenngre die Schwingfestigkeit gekerbter Proben herangezogen wird. hnlich wie bei Gueisen setzen konstruktive Kerben die Schwingfestig

6、keit von Sintersthlen in geringerem Mae herab als der Konstrukteur es von Walz- und Schmiedesthle gewohnt ist. Die Schwingfestigkeit von Sintersthlen wird unter- schtzt, wenn diese Zusammenhnge unbercksichtigt bleiben. Im folgenden werden die wichtigsten Kenntnisse ber die Schwingfestigkeit von hufi

7、g verwendeten Sintersthlen darge- legt. Bild 1 erlutert die wichtigsten Begriffe auf dem Gebiet der Schwingfestigkeit. Alle weiteren Ausfhrungen dieser Norm betreffen nur noch den Teilbereich Zeit- und Dauerfestigkeit. Schwingfestigkeit I I I Kurzzeit f es tigkei t 1 Schwingspielzahi Ne 5-10 u log N

8、 Q I I I Zeitfestigkeit 1 I Dauerfestigkeit I 4 f f Spannungsverhitnish? = Um - ua bzw. om-dD um+ua um + UD Fr Um = O: Zeitwechselfestigkeit I I Dauerwcchscfcstigkcit I Fr um =ua: Zeitsthweilfestigkeit IDauerschwellfestigkeit I (R=-1) W=O) I Betriebsfestigkeit I 01 f Bild 1. Schwingfestigkeit; allge

9、meine Begriffe Fortsetzung Seite 2 und 3 Normenausschu Pulvermetallurgie (NPu) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. - DIN3 DIN 30932 TEIL b 90 m 2794442 0058739 24b m 200- ? CJ N/mm2 al 1 Y : .F Q + m.n - a O 150 27 .c II zz g i mn .- 0) n Io c 1- 2- g, 100- o 50 4 Seite 2 DIN 30 912 Teil 6 koh

10、lenstoffreien Sinterlegierung vorteilhafter ist als das Vergten einer kohlenstoffhaltigen Legierung. Die Ursache hierfr ist die Ausbildung gnstig wirkender Druckeigen- Spannungen in der harten Randschicht beim Karbonitrieren. 2.4 EinfluB der mechanischen Bearbeitung Auch eine mechanische Bearbeitung

11、, z. B. von Querschnitts- bergngen, Nuten usw. erhht die Schwingfestigkeit von Sinterteilen. Eine spangebende Bearbeitung, z. B. Frsen, mit hohen Schnittkraften, kann den oberflchennahen Bereich des Werkstoffs so verdichten und au3erdem solch hohe Druck- eigenspannungen erzeugen, da6 die Schwingfest

12、igkeit bis zu 40% steigt. hnliches IBt sich durch oberflchenverfesti- gende Verfahren wie z. B. durch Festwalzen, Kugelstrahlen oder gezieltes Kalibrieren erreichen. aK = 1 oaK=2 3 Ubertragbarkeit von Pmbendaten auf Bauteile : Wenn die betriebliche Belastung eines Teils und die an 2 Versuchsergebnis

13、se an Proben 2.1 EinfluB von Dichte Die Schwingfestigkeit (Zeit- und Dauerfestigkeit) nimmt im Dichtebereich 6,6 bis 7,4 g/cm3 deutlich mit der Dichte zu. Dies gilt fr alle gngigen Sintersthle wie z. B. Sint-C 10, -D 10,-E 10 (Fe-Cu); Sint-C 11,-D 11 (Fe-Cu-C) und Sint-C30, -D 30, -E 30 (Fe-Cu-Ni).

14、In den Streubndern des Bildes 2 und Legierungszusammensetzung Dichte (g/cm3) 66 63 7,3 Sinterwerkstoff Chem. Zusammensetzung (%) Fe aK=l aK=2 aK=1 aK=2 aK=l aK=2 Cu C Ni Mo Sint- - - - Rest 85 80 120 105 1 75 130 - Rest 105 85 130 115 170 150 - Rest 1 O0 90 125 110 165 135 08 - 10 1,5 25 1,75 03 Res

15、t 1 1 O *) 4,O 0.5 Rest 85 *) - 11 13 30 2,o 30 13 30 13 160 *I 160 *) 135 *) 120 *) - - schen den Dauerfestigkeitswerten der Sintersthle mit Dichten ber 7.1 g/cm3 und (porenfreien) Bau- und Ver- gtungssthlen besteht. Da Bauteile in der Regel -bedingt durch Querschnittsber- gnge, Kerben usw.-rtlich

16、Spannungserhhungen ertragen mssen,sollten grundstzlich nur Schwingfestigkeitswerte fr die Bemessung von Bauteilen bercksichtigt werden, die an gekerbten Proben bestimmt wurden. Probestben (ai 1) fhrt bel allen Werkstoffen zu ge- ringeren Werten als bei glatten, also ungekerbten Probe- Stben (aK = 1)

17、. Die Abnahme der Schwingfestigkeit durch uBere (konstruk- tive) Kerben ist bei Sintersthlen jedoch wesentlich geringer als bei Walz- und Schmiedesthlen d. h., Sintersthle sind weniger empfindlich gegen uBere Kerben, da die Porositt den Einflu6 der uBeren Kerben mildert. In Bild 3 ist der Zusammenha

18、ng zwischen Dauerfestigkeit und Formzahl aK fr Bausthle und Sintersthle dargestellt. Whrend die Dauerfestigkeiten an ungekerbten Proben (aK = 1) sich deutlich unterscheiden, nhern sie sich mit zunehmender Formzahl einander an, so da6 bei dem fr viele Bauteile blichen aK = 2 kaum noch ein Unterschied

19、 zwi- 4 Streuung von Schwingfestigkeitswerten Statistisch abgesicherte Whlerlinien lassen folgende Aus- sage zu: Sowohl im Zeit- als auch im Dauer-Festigkeitsbereich sind die Streuungen um den Mittelwert bei Sintersthlen und erschmolzenen Sthlen praktisch gleich gro6. Einen Eindruck von der Breite d

20、er Streubnder gibt Bild 3. Die Mittelwerte selbst hngen von den Herstellbedingungen, so z. B.von den Sinterbedingungen, aber ganz besonders von der Dichte ab (siehe Abschnitt 2.1). Deshalb mssen bei der Herstellung von schwingbeanspruchten Sinterteilen die blicherweise durch die Sint-Klassen zugelas

21、senen Dichte- bereiche eingeengt werden. I o o DIN1 DIN 30932 TEIL b 90 R 2g94442 0058740 Tb8 DIN 30 912 Teil 6 Seite 3 Axialbelastung Biege belas t ung 300t 30d %J : : ;o1 : : 2 3 4 1 2 3 4 an o 1 ForrnzahiaK - Formzahl aK - Sintersthle Fe -Cu, Fe-Cu-C Fe -Cu -Ni Sthle : Ck15, Ck 45 normalisiert 4

22、= ir,l g/cm3 EZ3 Q =?,4g/cm3 Bild 3. Dauerbiegewechselfestigkeit von Sintersthlen und unlegierten Bausthlen in Abhngigkeit von der Formzahl al( Anrischwingspielzahl N i RiOtiefe a = 0.5mrn 1 Bild 4. AnriB-Whlerlinien fr gekerbte Proben und fr ein Formteil aus Sinterstahl (Sint-D 10; =6,8 bis 6,9 g/c

23、m3) auf der Basis der maximalen rtlichen Hauptspannung an den kritischen Stellen. Frhere Ausgaben DIN V 30 912 Teil 6: 06.86 nderungen Gegenber DIN V 30 912 Teil 6/06.86 wurden folgende nderungen vorgenommen: - Vornormcharakter aufgehoben Internationale Patentklassifikation B 22 F 5/00 B 22 F 7/00 c 22 c 9/00 C 22 C 38/00 G O1 N