Einfluss mehrerer Faktoren auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen aus Edelstahl

Die Wirkung von Gussschrumpfung Zur Dauerfestigkeit von Kurbelwellen: Frühere Untersuchungen berichteten von einer hohen Anzahl an Kurbelwellenbrüchen in einem bestimmten Werk. Bei der Sichtprüfung der Kurbelwellen wurde festgestellt, dass die Hauptursache der Brüche Gussschwindung im Bereich des Pleuelzapfens war, die mit bloßem Auge sichtbar war. Die Ursache wurde wie folgt analysiert: Aufgrund von Problemen mit der Kaltstahlversorgung wurde der für den Schwindungsausgleich vorgesehene Kaltstahl beim Kurbelwellenguss weggelassen. Nach Wiederherstellung der Kaltstahlversorgung… StahlgussverfahrenDie Probleme mit der Gussschwindung in der Kurbelwelle wurden erfolgreich behoben. Dies beweist, dass die Gussschwindung einen signifikanten Einfluss auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen hat.

Der Einfluss von schwarzen Streifen und grauen Flecken auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen: Unter herkömmlichen Prozessbedingungen weisen die Bruchflächen von Edelstahlkurbelwellen typischerweise eine graue oder silbergraue Farbe auf. Auch der Kurbelwellenkörper und die Zugproben sollten ähnliche Eigenschaften zeigen. Schwarze Streifen entstehen primär durch den Einfluss grauer Flecken auf die Hin- und Herbewegung des Kurbelwellenzapfens während der Dauerfestigkeitsprüfung. Die Bildung grauer Flecken wird hauptsächlich durch Siliziumsegregation im flüssigen Stahl beeinflusst. Bei der Dauerfestigkeitsprüfung einer Charge von Edelstahlkurbelwellen wurden ungewöhnliche schwarze Schichten und graue Flecken auf dem Kurbelwellenquerschnitt beobachtet. Obwohl dieses Phänomen bei Edelstahlkurbelwellen relativ selten auftritt, stellt es dennoch einen inneren Defekt dar. Das Vorhandensein dieses Problems beeinträchtigt die Dauerfestigkeit der Kurbelwelle. Kurbelwellen mit schwarzen Streifen oder grauen Flecken können im normalen Betrieb vorzeitig Ermüdungsrisse entwickeln, was zu einer Verringerung der Dauerfestigkeit führt.

Analyse des Einflusses von Wärmebehandlungsverfahren auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen aus Edelstahl

Auswirkungen von Normalglühen und Mittelfrequenz-Abschrecken auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass durch Hochtemperatur-Normalglühen freie Karbide in Edelstahlkurbelwellen entfernt und dadurch die Morphologie von Ferrit und Perlit in der Matrix sowie deren relative Anteile angepasst werden können. Dieses Verfahren verbessert die mechanischen Eigenschaften der Edelstahlkurbelwelle und somit deren Dauerfestigkeit. Darüber hinaus kann durch Mittelfrequenz-Abschrecken während der Fertigung von Edelstahlkurbelwellen eine gehärtete Schicht bestimmter Tiefe auf der Kurbelwellenoberfläche erzeugt werden, was die Verschleißfestigkeit deutlich erhöht. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass bei herkömmlichen Abschreckverfahren mit abgerundeten Ecken ein unausgeglichenes und entgegengesetztes Spannungsverhältnis an der Grenzfläche zwischen den abgeschreckten und nicht abgeschreckten Bereichen der Kurbelwelle entstehen kann, was die Dauerfestigkeit negativ beeinflusst. Daher empfiehlt es sich, bei der Anwendung von Mittelfrequenz-Abschreckverfahren Abschreckverfahren mit abgerundeten Ecken zu wählen, um zufriedenstellende Behandlungsergebnisse zu erzielen.

Einfluss des isothermen Abschreckens auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen. Bei der Herstellung von Edelstahlkurbelwellen ermöglicht das isotherme Abschrecken die Ausbildung einer primären Bainitphase sowie die Bildung von Martensit und Restaustenit. Dies führt zu hohen Festigkeits- und Zähigkeitswerten. Laut vorliegenden Forschungsberichten konnte das Problem der unzureichenden Dauerfestigkeit von Edelstahlkurbelwellen aufgrund von Abweichungen in der chemischen Zusammensetzung durch isothermes Abschrecken behoben und somit Qualitätsprobleme bei der Wärmebehandlung von Kurbelwellen gelöst werden. Das isotherme Abschrecken verbessert nicht nur die Dauerfestigkeit von Edelstahlkurbelwellen, sondern erhöht auch deren Verschleißfestigkeit signifikant. Dadurch wird die Lebensdauer effektiv verlängert und ein umfassender Nutzen erzielt.

Der Einfluss des Sauerstoffnitrierens auf die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen: Aus chemisch-verfahrenstechnischer Sicht erzeugt die Sauerstoffnitrierung bei der Herstellung von Edelstahlkurbelwellen eine stickstoffreiche Verbindungsschicht auf der Kurbelwellenoberfläche und gleichzeitig eine gesättigte Sauerstoffdiffusionsschicht. Durch die Sauerstoff- und Stickstoffdiffusion verändert sich die chemische Zusammensetzung der Oberflächenschicht der Edelstahlkurbelwelle, und das entsprechende Mikrogefüge zeigt eine deutliche Verbesserung. Die Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit der Kurbelwelle werden dadurch effektiv gesteigert. Es ist wichtig zu beachten, dass die Verbesserung der Dauerfestigkeit bei sauerstoffnitrierten Edelstahlkurbelwellen maßgeblich vom Diffusionsgrad der Oxidschicht abhängt. Schnelles Abkühlen nach dem Nitrieren, die Bildung einer gesättigten festen Lösung in der Diffusionsschicht oder die Erzeugung hoher Druckeigenspannungen können die Dauerfestigkeit erhöhen. Gerade weil die Sauerstoffnitrierung die Bildung einer tieferen Diffusionsschicht auf der Kurbelwellenoberfläche ermöglicht, ist sie von großer Bedeutung für die Verlängerung der Lebensdauer. StahlgussteileDie