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Neuer BDG-Fachartikel

Alles aus einem Guss - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Ob bei Großpressen, Getrieben oder Windkraftanlagen – der Traditionswerkstoff Gusseisen hat sich als wandelbarer und verlässlicher Werkstoff etabliert. Wenn es um die Sicherheit von Produkten und Anlagen geht, stehen Fragen der Werkstoffqualität im Fokus. Unter der Maxime „Detektieren, qualifizieren, bewerten“ hat sich das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt, mit experimentellen und numerischen Untersuchungen des Schwing- und Betriebsfestigkeitsverhaltens von Gusswerkstoffen auf Basis von Eisen-Kohlenstoff-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen eine über Jahrzehnte gewachsene Expertise erarbeitet. Besonders groß ist die Erfahrung bei der individuellen Probenentnahme, der lokalen Schwingfestigkeitsbewertung und Werkstoffkennwertermittlung sowie deren Einbindung in numerische Simulationen und Methoden. Eine enge Zusammenarbeit mit Zertifizierungsbetrieben sichert darüber hinaus den Wissenstransfer aus der Forschung in die praktische Anwendung.

In mehreren aktuellen Forschungsvorhaben setzt das Institut sein umfassendes Know-how als kompetenter und zuverlässiger Entwicklungspartner für Gießereiprodukte und -technologien ein. Dies umfasst sowohl die Ermittlung des zyklischen Werkstoffverhaltens unter konstanten und variablen Belastungsamplituden von bauteilentnommenen Werkstoffproben sowie Gusskomponenten als auch die numerische, gussspezifische Beanspruchungsanalyse, die Lebensdauerbewertung von Bauteilen und kompletten Anlagensystemen sowie die Lastdatenanalyse der Gussbauteile im laufenden Betrieb. Dabei steht insbesondere die Verknüpfung der im Experiment ermittelten zyklischen Beanspruchbarkeiten mit der numerischen Bauteilanalyse unter Einbindung von Übertragbarkeitskonzepten im Vordergrund.

Werkstoffe sind nicht frei von Ungänzen. Aus diesem Grund kümmert sich das Fraunhofer LBF verstärkt um die experimentelle und numerische Ermittlung der Beanspruchbarkeit von
Bauteilen mit Werkstoffungänzen, wie Poren, Lunkern (Bild 3), Dross oder Oxidhäuten sowie deren Einbindung in Bauteilbemessungskonzepte. Darüber hinaus werden typische Nachbehandlungsverfahren für Gusswerkstoffe wie Festwalzen, Nitrieren, Randschichtenhärten, Verfestigungsstrahlen und das Vergüten hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Beanspruchbarkeit der Werkstoffe sowie Bauteile experimentell und numerisch beschrieben und für die Bauteilbemessung aufbereitet.


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pdf-Datei aus "GIESSEREI SPECIAL" Heft 1/2017 Seiten 24-26
© Giesserei-Verlag GmbH Düsseldorf
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Eine von fünf Versuchshallen des Fraunhofer LBF in Darmstadt.

Foto: Fraunhofer LBF