Langzeit‐ und Dauerschwingfestigkeit des Vergütungsstahls 25CrMo4 bei mehrachsiger Beanspruchung durch drei schwingende Lastspannungen

Vorgestellt werden Ergebnisse aus lastkontrollierten Einstufen‐Schwingversuchen an insgesamt 537 ungekerbten Voll‐ und Hohlzylinderproben, die das Festigkeitsverhalten von 25CrMo4 unter einachsig mittelspannungsabhängiger und mehrachsiger Schwingbeanspruchung mit Phasennachlauf zwischen gleichzeitig angelegten Lastspannungen σx, σy, τxy im Bereich der Langzeitfestigkeit und im Übergangsgebiet zur Dauerschwingfestigkeit (σ‐N‐Charakteristiken) belegen. Das „Duktilitätsverhältnis”︁ τw/σw und die „Mittelspannungssensibilität”︁ p = p (σw, σzSch, Rm) sind verhältnismäßig unabhängig vom Amplitudenausschlag und der Anzahl ertragener Schwingspiele. Die allgemein mit steigender Schwingspielzahl niedriger liegende Ermüdungsgrenze wird im Fall kombinierter Belastung mit bis zu einer halben Lastperiode zueinander phasenverschoben schwingenden Normalspannungen σx, σy zunehmend kritischer gegenüber der synchronen Schwingung; der ermittelte Festigkeitsabfall ist im Langzeitbereich ausgeprägter als für die Dauerfestigkeit, dagegen üben Phasenverschiebungen zwischen Wechseltorsion τxy und Normalspannungen keinen deutlichen Einfluß auf die zeit‐ und dauerfest ertragbaren Lastspannungsamplituden aus. High‐Cycle and Long‐Life Fatigue of 25CrMo4 under Multiaxial Load Conditions by three Alternating Stresses Statistically verified experimental results from high‐cycle and long‐life fatigue tests (HCF and LLF) with altogether 537 unnotched solid cylindrical and thin‐walled hollow specimen are demonstrating the fatigue behaviour (S‐N‐characteristics, scatterband) of 25CrMo4 under uniaxial loading with superimposed static stresses (consideration of the mean stress effect) and under biaxial loadings in variation of phase differences between the three combined normal and torsional stresses σx, σy, τxy The fatigue strength is commonly decreasing with life time in the high‐cycle regime until reaching the fatigue endurance limit in the transition range to infinite life. The “ductility level” τw/σw and the “mean stress sensibility” p = p (σw, σzSch, Rm) are relatively independent of the intensity by stress amplitudes and fatigue life to failure. In comparision with the specific case of biaxial combined loading with synchroneous amplitudes, the fatigue resistance characteristics are detrimentally influenced by out‐of‐phase normal stresses σx, σy; a phase difference of 180° between the normal stress amplitudes is the most critical state of combination, especially in the lower cycle regime c