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Thema: Spannungsrisskorrosion - CuZn20 (2330 mal gelesen)
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Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 11. Apr. 2018 07:18 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo zusammen, kann mir von euch über die Spannungsrisskorrosion von Messing sagen. An einem unserer Bauteile welches der Witterung ausgesetzt ist, dringt Feuchtigkeit in den Innenraum ein. Nach der Wegnahme der Beslatung auf die Flachformfeder bricht diese regelrecht auseinander. Die Feder wird allerdings auch schon weit über ihre Streckgrenze belastet. Steigt die Geschwindigkeit bis zu der Spannungsrisskorrosion proportional mit der im Bauteil vorhandener Zugspannung an ? Aktuell wird unser Bauteil nach der Fertigung nicht thermisch behandelt. Liegt hier vielleicht schon der Grund für das Versagen vor ? Für jede Antwort wäre ich sehr dankbar. Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420
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arit Mitglied SFI
Beiträge: 71 Registriert: 21.06.2017 SW 2017+
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erstellt am: 11. Apr. 2018 14:01 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Hallo, um Dir helfen zu können benötige ich noch folgende Informationen bzw. diese wären hilfreich: 1. ein Foto und/oder eine Skizze der Flachformfeder in der Verwendung und vom Schadensfall. Vorallem die Bruchflächen! 2. Genauer Werkstoff mit Nummer und Behandlungszustand 3. Was verstehst du unter Witterung? Ich denke mal einfach "draußen". Aber wichtig wäre dabei noch der Anwendungsort. Stadt- bzw. Landklima oder sogar Küstenklima? 4. Welche Stoffe sind in dem Umfeld der Feder? Reinigungsmittel, Gase, Staub, 5. Welche Belastung kommt auf die Feder? Dann finden wir da bestimmt eine Lösung ! Gruß Arit [Diese Nachricht wurde von arit am 11. Apr. 2018 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 11. Apr. 2018 14:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Anbei folgende Antworten auf deine Fragen. Zu Punkt 1 habe ich leider nichts vorliegen. Das Material der Flachformfeder wirkt sehr spröde und bricht letztendlich. 2.Link zum Werkstoff : https://www.wieland.com/mediaPool/content/media/de/datenblaetter/baender_und_bleche/M20_14.pdf Zustand R480 3. Reklamationsfälle vermehrt bei Küstenklima 4. Im Normalfall dürfte keine Feuchtigkeit eindringen IP44 - Wahrscheinlich versagt hier der Dichtungsring 5. Die Vergleichspannungen von Mises übersteigen bereits teilweise die zulässigen max.Spannungen ( siehe Bild ) - Belastungsfall Statisch Vorab vielen Dank für deine Bemühungen Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420
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arit Mitglied SFI
Beiträge: 71 Registriert: 21.06.2017 SW 2017+
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erstellt am: 11. Apr. 2018 15:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Also der Bruch sieht spröde aus, wie genau sieht die Bruchfläche aus? Z.B. kristalin glänzend, wabenartig rauh, glatt mit Rastlinien,... Gibt es mehrere, unterschiedliche Bruchoptiken an derselben Feder? Gibt es eine Einschnürung? Wird die Feder Schwellend-Drückend belastet? Oder nur relativ statisch gedrückt?
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Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 11. Apr. 2018 16:23 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, anbei weitere Informationen : - Die Belastung ist nur relativ Statisch - An meinem vorliegenden Bauteil kann ich die Bruchfläche schlecht einsehen. Sie sieht aber ziemlich rauh aus. Und der Fehler tritt in den meisten Fällen an der selben Stelle auf (Spannungspitzen). Die gebrochene Flachformfeder hat auch einen weißen Belag an sich. Vermutlich Kalk ? Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
murphy Mitglied
Beiträge: 1136 Registriert: 09.07.2002 Dell Precision Dual XEON 64 GB RAM SSD Quadro (17 jahre alt)
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erstellt am: 11. Apr. 2018 16:39 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Nur so zur Info, die Dinger gibt es in fast jedem Elektronikshop https://dnt.de/DigiMicro-2-0-Scale.2.html Damit kann man solche Bruchflächen in zwei Vergrößerungen ansehen, ca. 30x und ca. 200x und auch scharfe Bilder machen. Kosten rund 60 Euro. Beim vorgeschlagengen Gerät kann die Softwareinstallationen anfangs etwas Probleme machen, dann die Sachen von der Internetseite benutzen. Das Problem sehr kleiner Teile und deren Verschleißbild ansehen zu wollen, hab ich öfter mal. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
N.Lesch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dipl. Ing.
Beiträge: 5089 Registriert: 05.12.2005 WF 4
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erstellt am: 11. Apr. 2018 17:36 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Bei R 480 , die härteste Ausführung, ist die Reißdehnung Null. Also sehr spröde. Wenn Du da über die Streckgrenze gehst, hast Du Risse. Vermutlich wird das Band schon beim Stanzen angerissen, weil da an der Stanzkante entlang Druckspannungen entstehen. Bei der Beschreibung der Legierung ganz oben steht nichts von Federn, deswegen würde ich das dafür gar nicht verwenden. Von Spannungsrelaxation steht in dem Datenblatt auch nichts, deswegen für dauernde Belastung völlig ungeeignet. Bei Wieland gibt es da bestimmt besseres Material. Und billigeres auch, weil 80 % CU nun mal bezahlt werden müssen. ------------------ Klaus Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Roland Schröder Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen
Beiträge: 13133 Registriert: 02.04.2004 Autodesk Inventor (3D-CAD)
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erstellt am: 12. Apr. 2018 01:23 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
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Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 12. Apr. 2018 07:09 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Das die Federgeometrie nicht ideal ist, ist mir bewusst. Die Orginalgeometrie der Feder hatte Biegungen mit minimalen Biegeradien. Diese Flachformfeder mit der alten Geometrie wurde bereits millionenfach gefertigt. Für diese Flachformfeder bestehen bereits Folgeschneid- und Biegewerkzeuge. Das Streifenbild bzw. den Zuschnitt wollte ich eigentlich nicht ändern. Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420 [Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 12. Apr. 2018 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
arit Mitglied SFI
Beiträge: 71 Registriert: 21.06.2017 SW 2017+
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erstellt am: 12. Apr. 2018 08:35 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Hallo, in Summe der Infos würde ich sagen, dass das am wahrscheinlichsten eine Schwitzwasserkorrosion (Lochkorrosion) ist. Begründung: Die Hülle für das Teil ist wohl nicht dicht genug oder es ist schon beim Zusammenbau durch die Luftfeuchtigkeit zuviel Feuchtigkeit da. Die schlägt sich dann auf dem Bauteil nieder und es liegt ein Elektrolyt für die Korrosion vor. Das Material ist, wie schon bemerkt, relativ spröde. Im verwendeten Zustand ist keine Bruchdehnung angegeben, d.h. die Biegung sieht wahrscheinlich schon vor Verwendung sehr "rissig" aus. In diesen "Rissen" schlägt sich die Feuchtigkeit nieder und unterstützt das Herauslösen des Zn aus der Legierung. Der Zn wird IMHO definitiv aus der Legierung herausgelöst, dafür spricht das "Weiße Zeug" im Korrosionsfall. Die Risse vergrößern die Oberfläche des Teils erheblich und somit auch die "Angriffsfläche" des Wassers auf das Bauteil. Dadurch wird die Reaktion noch verstärkt bzw. beschleunigt. Weißrost ist ja geläufig bei Zn und Zn Legierungen. "Schwitzwasserkorrosion" bei Zinklegierungen zeichnet sich per Definition durch eine weiße Färbung und poröse Struktur aus. Um die Korrosion zu verhindern könnten man folgende Überlegungen anstellen: - Mediumeintritt verhindern. Wird aber IMHO schwierig, denn Kondenswasser aus der Luft ist fast immer drin - Trocknungssäckchen im Bauteil, das die Feuchtigkeit aufnimmt - Weicheres Material, das nach der Biegung nicht diese Angriffsfläche aufweist - Die Oberfläche mit Fett oder einer Beschichtung zuschmieren, dann kann das Medium auch nicht ran -... die Liste ist nicht vollständig Gruß arit [Diese Nachricht wurde von arit am 12. Apr. 2018 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 19. Apr. 2018 13:42 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo zusammen, anbei ein Bild der Bruchfläche. Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
N.Lesch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dipl. Ing.
Beiträge: 5089 Registriert: 05.12.2005 WF 4
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erstellt am: 19. Apr. 2018 14:17 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Nach Datenblatt kann Spannungsrisskorrosion nur bei feuchtem Ammoniak auftreten. Sonst ist dieser Material nicht korrosiv. Bei CU und CU -Legierungen bildet sich sonst eine Schicht Grünspann die dicht ist, eine weiter Korrosion verhindert und ewig hält. CU soll das chem. Zeichen für Kupfer sein, aber der böse Rechner macht da immer ein See You draus. ------------------ Klaus
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Alexander78 Mitglied Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik
Beiträge: 104 Registriert: 14.03.2005
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erstellt am: 19. Apr. 2018 16:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Könnte mir jemand auch etwas über die Bruchfläche sagen ? Gruß Alexander ------------------ Creo2.0 Parametric Creo2.0 Simulate Visi 2017 R1 Autodesk Moldflow 2013 B&W Progressive Die Extension 7.0 ANSYS AIM PRO HP Workstation Z420 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
arit Mitglied SFI
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erstellt am: 20. Apr. 2018 13:59 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Alexander78
Hallo, meiner Meinung nach muss eine Korrosion für das Verhalten des Werkstoffs verantwortlich sein. Korrosion kann nur stattfinden, wenn ein Elektrolyt vorhanden ist und die Öberfläche sieht definitiv porös aus. Hier könnte dann eine selektive Legierungsauflösung der Fall sein. Das Grundelement löst sich auf und hinterlässt eine lose Matrix des edleren Elementes. Die Entzinkung von der Messinglegierung bewirkt den Verlust der mechanischen Eigenschaften dieser ohne sichtbare Änderung der äußeren Form. Das weiße "Pulver", das oben angesprochen wurde, und die "Formstabilität" der Feder spricht dafür. Die zerfällt ja anscheinend dann erst beim Ausbau. Zusätzlich gibt es dann noch fördernde Elemente, z.B. Spannungsdifferenzen aufgrund von Potentialunterschiede der Werkstoffe zueinander. Enge Spalte, die im Prinzip ja auch nur zu einem lokalen Spannungsunterschied führen. => Verhindere das Eindringen des Elektrolyts und es gibt keine Korrosion. Oder mach einen Referenzversuch: eine Feder in feuchter und salziger Luft, eine ohne Medium isoliert, eine mit normaler feuchter Luft, und andere Kombinationen. Mal sehen wie das nach 2 Wochen aussieht. [Diese Nachricht wurde von arit am 20. Apr. 2018 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |