Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß / Forschungsberichte des Landes Nordrhein-Westfalen Bd.1818 (PDF)

Durch inhomogene plastische Verformungen oder durch homogene Deformation inhomogener metallischer Werkstoffe entstehen Eigenspannungen. Eigenspan­ nungen sind Spannungen, die in einem Körper vorhanden sind, ohne daß äußere Kräfte auf diesen einwirken. Diese Spannungen stehen untereinander im Gleich­ gewicht. Sind sie mindestens in zwei Richtungen über makroskopische Bereiche homogen, so handelt es sich um Spannungen erster Art. Spannungen zweiter Art sind solche, die über einzelne Körner und Spannungen dritter Art diejenigen, die über wenige Atomabstände hinweg homogen sind. Eigenspannungen erster und zweiter Art bauen sich immer aus den Spannungs­ feldern dritter Art, d. h. den Versetzungen auf. Die im Rahmen dieser Arbeit interessierenden Eigenspannungen sind die erster Art, die auch als Stückspannun­ gen bezeichnet werden, und z. B. als Wärme-, Guß-, Abschreck- oder Bearbei­ tungsspannungen bekannt sind. Für inhomogene plastische Verformungen gibt es zahlreiche Ursachen, von denen hier nur die Wärmespannungen sowie Umwandlungen und Ausscheidungen, die mit Volumenänderungen verbunden sind, genannt seien [1]. Beim Werkstoff Grauguß hat man es in den meisten Fällen mit einer überlagerung dieser beiden Erscheinungen zu tun. Wirkt eine bekannte äußere Kraft auf einen Körper ein, so kann man die Größe und Verteilung der Spannungen berechnen und durch entsprechende Dimen­ sionierung des Körpers die Bruchgefahr bzw. die plastische Verformung ver­ meiden. Sind dagegen bei einem technischen Herstellungsprozeß ungewollt Eigenspannungen in einem Konstruktionselement entstanden, so kennt man ihre Größe und Verteilung im allgemeinen nicht. Die Messung dieser Spannungen ist in der Regel nur durch Zerstörung des in Frage kommenden Stückes möglich.