| Abstrakt: |
Das Besondere des Werkstoffverhaltens bei Hertz’scher Beanspruchung ergibt sich einerseits aus der Tatsache, dass die Gefügeveränderungen unter hohem hydrostatischen Druck ablaufen und andererseits daraus, dass sich während des Prozesses der Wälzermüdung der Ort größter Werkstoffbeanspruchung räumlich und zeitlich verschiebt. Hierbei dreht sich das Hauptspannungssystem. Der Ort der größten Beanspruchung (σvmax) liegt unter der Kontaktfläche, zu Beginn des Ermüdungsprozesses senkrecht unter p0. Bei überelastischer Beanspruchung treten dort die ersten plastischen Verformungen des Gefüges auf, es entstehen Druckeigenspannungen parallel zur Kontaktfläche. Diese bewirken eine allmähliche Verschiebung des Ortes vonσvmaxin Überrollungsrichtung, der Abstand zur Kontaktfläche wird kleiner. Gleichzeitig dreht die ursprünglich parallel zur Kontaktfläche liegende dominierende Zugspannung in Richtung Kontaktfläche. Untersuchungen zeigen, dass hoher hydrostatischer Druck große plastische Verformungen zulässt, ohne dass im Gefüge Mikrorisse entstehen. Die plastischen Verformungen bewirken einerseits eine Änderung der Eigenspannungen und andererseits auch eine Veränderung der Festigkeit. Das martensitische Gefüge enthält meist 10-15 Vol.-% Restaustenit; ein relativ kleiner Teil des Restaustenits wandelt zu Beginn des Ermüdungsprozesses (Phase 1) infolge der plastischen Verformung in Martensit um. Die Festigkeitssteigerung und die entstehenden Druckspannungen bringen die Gefügeveränderungen annähernd zum Stillstand (2. Phase, sog. Beharrungsphase). Zu Beginn der 3. Phase setzt am Ort größter Beanspruchung eine Beschleunigung der plastischen Verformungen ein, verbunden mit einer beschleunigten Umwandlung des Restaustenits zu Martensit. Gleichzeitig werden makroskopische Form- bzw. Gestaltänderungen beobachtet. Als Erklärung wird angenommen: Infolge der Verlagerung des Ortes größter Beanspruchung und der Drehung des Hauptspannungssystems wird aus den mikroplastischen Verformungen ein makroplastischer Vorgang. Gefügebereiche niedrigerer Festigkeit „fließen“ in Richtung Kontaktoberfläche. Es entstehen infolgedessen die thermodynamischen Voraussetzungen für eine beschleunigte Umwandlung des Restaustenits zu Martensit. |
