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Autor Thema:  Spannungsrisskorrosion - CuZn20 (2330 mal gelesen)
Alexander78
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erstellt am: 11. Apr. 2018 07:18    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

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


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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 11. Apr. 2018 editiert.]

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arit
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erstellt am: 11. Apr. 2018 14:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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.]

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Alexander78
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erstellt am: 11. Apr. 2018 14:31    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Feder.jpg

 
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


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arit
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SW 2017+

erstellt am: 11. Apr. 2018 15:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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
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Konstrukteur Stanz u. Umformtechnik


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erstellt am: 11. Apr. 2018 16:23    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Bruchflaeche.jpg

 
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

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murphy
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erstellt am: 11. Apr. 2018 16:39    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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.

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 11. Apr. 2018 17:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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

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Roland Schröder
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erstellt am: 12. Apr. 2018 01:23    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin!

Diese Feder könnte man aber auch noch deutlich schlauer gestalten als so, finde ich.

------------------
Roland  
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Alexander78
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erstellt am: 12. Apr. 2018 07:09    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

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

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arit
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erstellt am: 12. Apr. 2018 08:35    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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.]

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Alexander78
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3.jpg

 
Hallo zusammen,

anbei ein Bild der Bruchfläche.

Gruß Alexander

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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.

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Klaus

[Diese Nachricht wurde von N.Lesch am 19. Apr. 2018 editiert.]

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Könnte mir jemand auch etwas über die Bruchfläche sagen ?

Gruß Alexander

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arit
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erstellt am: 20. Apr. 2018 13:59    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

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.]

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