Forschungsdatenbank

Das Einbringen von Druckeigenspannungen durch den

Autofrettageprozess, einer einmaligen hydraulischen Überbeanspruchung

über die Streckgrenze hinaus, erlaubt eine Steigerung der pulsierenden

Innenhochdruckbeanspruchung, wie sie beispielsweise bei

Common-Rail-Systemen auftritt. Das Potenzial dieses Prozesses wird

maßgeblich durch den sog. Bauschinger-Effekt bestimmt. Dieser besagt,

dass die Streckgrenze einer auf eine erstmalige Beanspruchung folgenden

Lastumkehr gegenüber dem erstmaligen Wert abfällt. Demzufolge ist die

erreichbare Festigkeitszunahme durch Autofrettage deutlich geringer. Die

Ergebnisse von in Zusammenarbeit zwischen Antragsteller und dem

Projektpartner Georgsmarienhütte GmbH durchgeführten Vorarbeiten deuten

darauf hin, dass der Festigkeitsabfall infolge des Bauschinger-Effekts

bei bestimmten bainitischen Stahlgüten geringer ausfällt als bei

martensitischen Vergütungsstählen. Dieser Effekt soll im Rahmen des

beantragten Vorhabens näher beleuchtet und auf die

Werkstoffmikrostruktur zurückgeführt werden. Dazu sind eingehende

metallographische Untersuchungen an zwei bainitischen Stahlgüten im

Ausgangszustand, nach erstmaliger Zugbeanspruchung und nach Lastumkehr

sowie nach Ermüdungsbeanspruchung vorgesehen. In Zusammenarbeit mit

einem Unternehmen der Innenhochdrucktechnologie sollen zu einem späteren

Zeitpunkt an Rohrsegmenten der entsprechenden Werkstoffe Autofrettage-

und pulsierende Innenhochdruck-Versuche durchgeführt werden, die

hinsichtlich der dabei entstehenden bzw. abgebauten Eigenspannungen

sowohl experimentell (Röntgendiffraktometrie) als auch rechnerisch

(Finite-Elemente-Methode) bewertet werden. Das Betriebsverhalten der

vorverformten Werkstoffe wird in einem zweiten Arbeitspaket durch

Ermüdungsversuche unter Aufbringung einer anfänglichen

Druck-Mitteldehnung nachgestellt.