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Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach der zulässigen Biegespannung eines auf ca. 50HRC vergüteten C60 Stahls.
Die auftretende Biegespannung liegt bei ca. 650N/mm².

Gibt es einen Umrechnungsfakrtor von Rm zu σbzul?

es ergibt sich nach dieser Tabelle : http://www.metallograf.de/start.htm?begriffe/tab-umrechnung.htm
bei 50 HRC ein Rm von 1700N/mm², was laut dem Vergütungsschaubild des C60 gar nicht möglich ist ( je nach Anlasstemperatur max. ca. 1050 N/mm²)

Kann mir jemand sagen wie ich auf die Vergleichsspannung komme?

Vielen Dank

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Hallo Sigi,

eine auftretende Biegespannung von 650 N/mm² ist für einen realistischen Anwendungsfall viel zu viel.
Werte für die Streckgrenze des von dir erwähnten Materials liegen so ungefähr in diesem Bereich, die beziehen sich aber auf Zugversuche mit genormten Proben. In der Realität kommen Toleranzen bei der Wärmebehandlung, Oberflächenrauheiten, Oberflächenbeschädigungen, Formfaktoren, Sicherheitsfaktoren, etc. dazu, die Die zulässige Biegespannung erheblich herabsezten. Aussagekräftige Dauerfestigkeitsschaubilder finden sich übrigens in den üblichen Maschinenbau-Lehrbüchern wie z.B. Roloff/Matek. Dort findet man den zur Berechnung der zulässigen Biegespannung benötigten Wert σ b sch bei etwa 650 N/mm². Die zulässige Biegespannung musst Du damit selber ausrechnen.

Andreas

Edit: Im Übrigen verschiebe ich den Beitrag mal in das für diese Fragen geeignetere Werkstoff-Forum

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Gute Morgen Andreas,

Danke für deine Antwort,
aber es ist doch so, dass die Zugefestigkeit proportional zur Härte zunimmt.
Da die Spannung an der Oberfläche 2-Dimensional ist, also oben Druck und unten Zug, müsste doch die zul. Biegespannung des Materials mit steigen?!

Im Werkstoffdatenblatt ist übrigens eine Zugfestigkeit von 850-1000N/mm² angegeben.

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Zitat:

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Original erstellt von sigi-k20:
...Da die Spannung an der Oberfläche 2-Dimensional ist,...

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Ohne auch nur ein bisschen deiner Konstruktion zu kennen bezweifle ich diese Aussage heftig. Kräfte, die Biegebelastungen bewirken erzeigen in der Regel auch Scherspannungen.

Zitat:

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Im Werkstoffdatenblatt ist übrigens eine Zugfestigkeit von 850-1000N/mm² angegeben.

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Ja, und?

[Diese Nachricht wurde von Andy-UP am 07. Okt. 2010 editiert.]

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Hallo Sigi,
ich glaube, du wirfst hier Härte und Festigkeit durcheinander. Diese beiden Eigenschaften haben nur sehr wenig miteinander zu tun.
Vergleichstabellen der Härtewerte, wie die von dir verlinkte, sind schon im Rahmen ihres Anwendungsbereichs mit großer Vorsicht zu behandeln. Für die Auslegung der Festigkeit sind sie überhaupt nicht verwendbar.
Ohne zu wissen, was du eigentlich machen willst, ist hier allerdings jede konkrete Hilfe unmöglich.

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Perfection is our goal. Excellence will be tolerated.
Thank you for understanding.

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Hallo,

Beantworte dir mal folgende Fragen:

Was passiert im Werkstoff C60 beim Härten?

Welche Werkstoffparameter sind für die maximal ertragbare Zugspannung wichtig?

Diese Tabelle ist im übringen rein empirisch ermittelt und ein Auszug aus der 50510 und gilt ausschließlich für niedrig legierte und unlegierte Stähle und Stahlguss im warmumgeformten, wärmebehandelten Zustand. In allen abweichenden Fällen gibt es erhebliche Abweichungen!

Eine Umrechnung würde ich nicht empfehlen.

Grüße,

Gollum

PS: Biegespannungsprobleme durch hochfeste Werkstoffe zu lösen, sollte immer das aller letzte Mittel der Wahl sein.

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Man findet immer dort besonders viel Chaos, wo man nach Ordnung sucht. Das Chaos besiegt die Ordnung, weil es besser organisiert ist.

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Zitat:

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ich glaube, du wirfst hier Härte und Festigkeit durcheinander

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Ich bin sicher, dass die Festigkeit von der Härte abhängt!

Zitat:

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PS: Biegespannungsprobleme durch hochfeste Werkstoffe zu lösen, sollte immer das aller letzte Mittel der Wahl sein.

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Die Härte wird nicht wegen der auftretenden Biegung eingesetzt, sondern gegen Verschleiß an anderer Stelle.

Versuche haben gezeigt, dass dieses Bauteil (650N/mm² (Biegung) >50.000 Zyklen überstanden hat bevor es zu einem Bruch kam.

Da die Zugfestigkeit sich abhängig zur Anlasstemperatur verhält, und die Biegefestigkeit von Stahlwerkstoffen (laut Roloff Matek)  Rm entspricht kann auch dieser Wert mit der am Bauteil auftretenden Biegespannung verglichen werden!

Ich hoffe ich liege mit meiner Aussage nicht komplett daneben!

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Hallo,

Komplett daneben liegst du garantiert nicht.

Allerdings bewegst du dich Berechnungstechnisch in einem Grenzbereich in dem die Werte der Literatur nicht mehr uneingeschränkt Anwendung finden können und die Biegespannung ist schon nicht ohne.

50.000 Zyklen belegen, dass man sich im Bereich der Kurzzeitfestigkeit befindet und der Werkstoff schon ganz ordentlich leidet. Denke da sind wir uns hier alle einig.

Wenn die 650 N/mm² Schwellend sind und dein Werkstoff tatsächlich 1000 N/mm² Sigma B Sch aushällt... Wieso fällt der dann nach 50.000 Zyklen auseinander?

C60 ist an sich was das Verhältnis Härte und Zähigkeit angeht schon nicht schlecht, durch das Härten verschlechterst du dies jedoch und nimmst dem Werkstoff die Möglichkeit lokale Spannungsspitzen plastisch abzubauen... ( Ohne zumindest die Oberfläche zu verbessern, gewinnst du also garantiert nichts. )

Noch ein Aspekt: Während Zugspannung der kompletten Querschnitt betrifft, spielt sich Biegung nur in den Randfasern ab. Dies ist im Übrigen auch der Hauptgrund, weshalb die empirisch ermittelten Werte für sigma zd schw und sigma b schw unterschiedlich sind. Beim Biegen reicht es wenn in der Randfaser kein Fehler ist, bei Zug muss der komplette Querschnitt fehlerfrei sein.

Einfach so umrechnen hat an vielen Stellen fehlerpotential...

Bitte beschreib doch die Anwendung und geometrie des Bauteils etwas genauer, sonst kommen wir hier wirklich nicht weiter.

Grüße,

Gollum

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[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 07. Okt. 2010 editiert.]

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Hallo,

ich wage mal zu behaupten, dass die zulässige (Biege)spannung ungefähr ein Viertel von der (Biegedauer)festigkeit ist.

Achtung: Dies ist nur eine ungefähre Betrachtung.

Das heißt, die Biegedauerfestigkeit müsste als 2600 N/mm² sein. Dieser Wert erscheint mir etwas zu hoch. Üblich Werkstoffe gehen bis etwa 1000 N/mm².

Ich würde mir mal die Grundlagen in einem Buch über Maschinenelemente ansehen. Insbesondere ist zu klären, ob die Belastung schwellend, wechselnd ist.

Thomas

[Diese Nachricht wurde von WiedemTh am 07. Okt. 2010 editiert.]

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Hallo Thomas,

die Belastungsart ist schwellend.
Wie du gerade auf die 2600N/mm² kommst verstehe ich nicht ganz.

anbei die gewünschte Skizze

Gruß

[Diese Nachricht wurde von sigi-k20 am 08. Okt. 2010 editiert.]

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Hallo sigi-k20,

ein Viertel (=0,25) von 2600 N/mm² ist 650 N/mm².

Thomas

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ich steh heute aber auch auf der Leitung....

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Hallo,

Thomas hat da in einem Satz was verwechselt...

Und um welches Teil geht es jetzt und wo sollen die Biegespannung anliegen?

Grüße,

Gollum

PS: Ich glaub ich steh im Wald... 

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Das zu betrachtende Teil ist die Platte in der Mitte.
Die Stange verklemmt sich durch schrägstellen auf dieser.
(Bügelbrett / Silikonpistole)

Die Kraft wirkt schwellend von oben nach unten entegegen der Feder!
Durchmesser der Stange = 9mm
Stange und Platte vergütet auf 50HRC

Gruß

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