Oberflächenintegrität

- Feb 15, 2019-


Oberflächenintegrität


Es wird angenommen, dass die Oberfläche von Titanlegierungen bei einigen herkömmlichen Bearbeitungsvorgängen leicht beschädigt werden kann. Schäden treten in Form von Mikrorissen auf; aufgebaute Kante; Plastische Verformung; Wärmeeinflusszonen; und Restzugspannungen. Im Betrieb kann dieser Schaden zu einer verminderten Dauerfestigkeit und Spannungskorrosionsbeständigkeit führen. In einer Untersuchung der Schleifeffekte auf Ti-6Al-4V-Legierungen zeigten schonende oder spannungsarme Schleifparameter keine leicht erkennbaren Veränderungen an der Oberfläche, während herkömmliche und missbräuchliche Praktiken die Oberflächenschicht merklich veränderten. Es gab einen merklichen Abfall der Härte in der leicht gemahlenen Probe, es wurden jedoch sehr gute Ermüdungswerte bei hohen Zyklen festgestellt.

Titan hat eine Haltbarkeitsgrenze von 372 MPa (54 ksi) für das schonende Schleifen und Werte von 83 und 97 MPa (12 und 14 ksi) für herkömmliche bzw. missbräuchliche Bedingungen. Wie zu sehen ist, wurde bei Operationen wie Schneiden oder Drehen des Schaftfräsers nicht die gleiche Empfindlichkeit gegenüber missbräuchlichen Bedingungen beobachtet, möglicherweise aufgrund von Restdruckspannungen auf der Oberfläche.

Maschinisten und Unternehmen, die sich auf die Bearbeitung von Materialien für die Luft- und Raumfahrt spezialisiert haben, werden im Allgemeinen Techniken entwickelt haben, um die Oberflächenintegrität von Titanlegierungen zu maximieren. So werden bei der Serienbearbeitung von Titan in der Regel optimale Eigenschaften erzielt. In den Anwendungsbereichen, in denen maximale Dauerfestigkeit erforderlich ist, werden nicht nur geeignete Bearbeitungsparameter verwendet, sondern auch ausgewählte Oberflächenbereiche von Bauteilen können glasperlengestrahlt werden, um ein hohes Maß an günstiger Druckoberflächenspannung wiederherzustellen oder beizubehalten.

Literatur: Titan: A Technical Guide (1988), ASM International, Materials Park, OH, 44073-0002, Seite 75-85