Bruchzähigkeit und Ermüdungs‐Rißwachstum von Gußeisen

Bruchmechanische Werkstoffkenngrosen von 17 Eisen-Kohlenstoff-Guslegierungen der folgenden Sorten wurden in der vorliegenden Arbeit bestimmt: Guseisen mit Lamellengraphit, Guseisen mit Kugelgraphit, Tempergus und Stahlgus. Die Geschwindigkeit des Ermudungsriswachstums, Δa/ΔN wurde in Luft und Vakuum in Abhangigkeit von der Schwingbreite der Spannungsintensitat ΔK gemessen und mit einer Vorhersage fur graphitfreie Werkstoffe verglichen. Dabei zeigt sich ein beschleunigtes Riswachstum bei hohen Spannungsintensitaten dort, wo stabiles Riswachstum aufgrund des Aufbrechens von Graphit einsetzt. Aus dem mesbaren Beginn des stabilen Riswachstums last sich die kritische Spannungsintensitat, die Bruchzahigkeit bestimmen. Ein Vergleich mit zahlreichen Literatur-Meswerten der Bruchzahigkeit zeigt sehr gute Ubereinstimmung. Damit wird eine sehr weitgehende Ubersicht uber die Bruchzahigkeit der wesentlichsten technischen Guseisensorten moglich. Aus dieser ubersicht ergibt sich, das die Bruchzahigkeit von Guseisen mit Zugfestigkeiten zwischen 300 und 500 MN/m2 besonders stark vom Gefuge abhangt und moglicherweise beeinflust werden kann. Die Bruchzahigkeit von Graugus steigt an mit steigender Zugfestigkeit. Zu einem vertieften Verstandnis dieser Erscheinung sind fraktographische und gezielte bruchmechanische Untersuchungen notwendig. Fur alle untersuchten Guseisen wurde der Elastizitatsmodul nach dem Verfahren der Nachgiebigkeit angerissener Proben bestimmt. Die Meswerte stimmen gut mit den nach anderen Methoden gewonnenen Literaturdaten uberein. Fur Guseisen mit Lamellengraphit ergibt sich auser dem E-Modul im Ursprung noch ein zweiter, niedrigerer E-Modul nach zyklischer Dehnung.