Eigenspannungs­messungen

Eigenspannungs­messungen

Röntgenografische Messung von Eigenspannungen oder Eigenspannungs­verläufen in Bauteil-Randzonen, um entscheidende Ken­ntnisse über Belastbarkeit und Dauerfestigkeit oder über Einflüsse aus der mechanischen oder funkenerosiven Fertigung zu erhalten.

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Steht Ihr Bauteil unter Spannung?

Jedes Bauteil, Werkzeug oder jede Schweißkonstruktion steht unter Eigenspannungen. Selbst Vormat­erialien, aus denen Bauteile gefertigt und wärmebehandelt werden, sind nicht frei von Eig­enspannungen. Eigen­span­nungen sind Spannungen in einem abge­schlossenen System, auf das keine äußeren Kräfte oder Momente einwirken. Die Eigensp­an­nungen gleichen sich über den Quer­schnitt eines Bauteils aus, daher tre­ten Zug- und Druckeigen­span­nun­gen stets gemein­sam auf.

 

Zugeigenspannungen können in belastungskritischen Bauteilbe­rei­chen die Lebensdauer von Bau­teilen beträchtlich verring­ern, eine Reihe von Rissen und Brüchen von Bau­teilen ist auf ungünstige Eigensp­annungen zu­rückzuführen. Zusätz­lich können Eigenspannungen zu unerwartet hohen Maß- und Form­änderungen bei der mechani­schen Fertigung und bei der Wärme­be­handlung führen.

Dagegen können Druckeigenspan­nungen in der Bauteilrandzone die Belastbarkeit und die Dauerfestigkeit entscheid­end erhöhen. Durch fol­gende Verfahren werden Druck­eig­enspannungen gezielt einge­bracht:

  • Plasmanitrieren & Plasmanitro­carburieren
  • Gasnitrieren & Gasnitrocar­burieren
  • Einsatzhärten & Carbonitrieren
  • Randschichthärten 
  • Kugelstrahlen, Festwalzen, Radienverdichten, etc.

Es ist möglich, die Eigenspannungen eines Werkstückes zu messen. Vor allem bei Bauteiloptimierungen, die auf das Erhöhen der Dauer­festigkeit abzielen, oder bei Betriebsfestig­keits­­rechnungen und bei Dauersch­wing­­versuchen, etc. sind die Kenn­tnisse über die Höhe und den Verlauf der Eigenspan­nungen ganz ent­scheid­­end.  

Das zuverlässigste und genaueste Verfahren für die Eigenspannungs­messung ist die Röntgendiffrakto­meteranalyse (RDA) gemäß DIN EN 15305.

Verläufe der Eigenspannungen

Röntgenografische Eigen­spannungsmessungen bei RÜBIG:

  • Aufgrund der Bauweise des RDA können nicht nur kleine Proben sondern auch größere Bauteile geprüft werden
  • Kleine Prüfflächen (Ø 0,3 … 5 mm) messbar
  • Eigenspannungsverläufe: Die Messung der Eigenspannungen gewinnt an Aussagekraft, wenn ein Tiefenverlauf aufgenommen wird. Der Werkstoff wird dafür in der Bauteilrandzone elektro­ch­emisch abgetragen, bei diesem Prozess werden keine weiteren mechanischen Sp­annungen ein­gebracht, die das Ergebnis ver­fälschen könnten.
Leistungsspektrum Competence Center
Dienstleistungen des Competence Centers im Überblick: