DE29914802U1 - High-strength, corrosion-resistant shaft - Google Patents
High-strength, corrosion-resistant shaftInfo
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Description
1. Anmeldungsgegenstand1. Subject of the application
Die Erfindung betrifft eine Welle endlicher Länge aus einem Material mit, im wesentlichen, kreisförmigen Voll- oder Hohlquerschnitten unterschiedlicher Durchmesser aus korrosionsbeständigem austenitischem Edelstahl mit bevorzugt im randschichtnahen Bereich der Querschnittsübergänge ausscheidungsgehärtetem Werkstoffzustand.The invention relates to a shaft of finite length made of a material with essentially circular solid or hollow cross-sections of different diameters made of corrosion-resistant austenitic stainless steel with a material state preferably precipitation-hardened in the area near the surface layer of the cross-sectional transitions.
Durch die partielle Festigkeitssteigerung solcher Wellen aus austenitischen Werkstoffen in der Randschicht, bevorzugt im Bereich der Querschnittsübergänge, beispielsweise durch induktive Ausscheidungshärtung, wird ein Beitrag zur Steigerung der Dauerschwingfestigkeit bei gleichzeitig guter Korrosionsbeständigkeit geleistet.By partially increasing the strength of such shafts made of austenitic materials in the surface layer, preferably in the area of the cross-sectional transitions, for example by inductive precipitation hardening, a contribution is made to increasing the fatigue strength while at the same time ensuring good corrosion resistance.
2. Stand der Technik2. State of the art
Bei einer Vielzahl von Anwendungen des Maschinenbaus, werden in Antriebsaggregaten, Motoren etc. zur Übertragung von Momenten sogenannte Wellen eingebaut. Solche Bauteile zeichnen sich im wesentlichen durch kreisförmige Voll- oder Hohlquerschnitt unterschiedlicher Durchmesser über der endlichen Bauteillänge aus. Konstruktionsbedingt müssen diese Wellen, beispielsweise zur Aufnahme und Fixierung der Lagerungs-Elemente, mit einem oder mehreren Querschnittsübergängen ausgeführt werden.In a large number of applications in mechanical engineering, so-called shafts are installed in drive units, motors, etc. to transmit torque. Such components are essentially characterized by circular solid or hollow cross-sections of different diameters over the finite component length. Due to their design, these shafts must be designed with one or more cross-sectional transitions, for example to accommodate and fix the bearing elements.
Diese Querschnittsübergänge stellen im Rahmen der Betriebsbeanspruchung solcher Bauteile die versagenskritischen Querschnitte, bzw. Ausgangspunkte des Ermüdungsversagens dar. Denn bei der Übertragung von Momenten mit zeitlich veränderlichen Last-Zeit-Funktionen handelt es sich um dynamische Beanspruchungen. Durch die aus der Betriebsbeanspruchung resultierenden überlagerten Torsions- und Biegebeanspruchungen treten insbesondere im oberflächennahen Bereich dieser Querschnittsübergänge mehrachsige Spannungszustände auf, die infolge der durch die Kerbwirkung hervorgerufenen Spannungsüberhöhung - gegenüber dem glatten Bauteilquerschnitt - den Anrissort bzw. Ausgangspunkt für das Ermüdungsversagen darstellen.These cross-sectional transitions represent the critical cross-sections or starting points for fatigue failure in the context of the operational stress of such components. This is because the transfer of moments with load-time functions that vary over time involves dynamic stresses. The superimposed torsional and bending stresses resulting from the operational stress cause multiaxial stress states to occur, particularly in the area close to the surface of these cross-sectional transitions, which, as a result of the stress increase caused by the notch effect - compared to the smooth component cross-section - represent the crack initiation point or starting point for fatigue failure.
Im Hinblick auf eine konsequente Leichtbauweise kommt diesenWith regard to a consistent lightweight construction, these
Querschnittsübergängen eine entscheidende Bedetung zu. Es gilt, durch geeigneteCross-sectional transitions are of crucial importance. It is important to use suitable
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fertigungstechnischnische Massnahmen diese versagenskritischenmanufacturing measures these failure-critical
Querschnittsübergänge hinsichtlich Ihrer dynamischen Beanspruchbarkeit zu steigern. Dies gelingt im allgemeinen durch die partielle Steigerung der Festigkeit/Härte im randschichtnahen Bereich gegenüber dem glattflächigen Bereich des Querschnitts. Abhängig vom verwendeten Werkstoff wird diese örtliche Erhöhung der Festigkeit durch unterschiedliche Massnahmen erreicht.To increase the dynamic load capacity of cross-sectional transitions. This is generally achieved by partially increasing the strength/hardness in the area close to the surface layer compared to the smooth area of the cross-section. Depending on the material used, this local increase in strength is achieved by different measures.
Wellen werden alternativ durch spanlose Warm-, Halbwarm- oder Kaltumformung mit abschliessender spanender Endbearbeitung auf Fertigmass hergestellt. Gegebenenfalls, sofern die Endkontur nur unwesentlich vom Vormaterial (in der Regel handelt es sich um Stabstähle mit mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt) abweicht, werden solche zur Diskussion stehende Wellen, allein durch spanende Bearbeitung auf Endabmessungen hergestellt.Shafts are alternatively manufactured to the final dimensions by non-cutting hot, warm or cold forming with subsequent machining. If necessary, provided that the final contour deviates only insignificantly from the starting material (usually steel bars with an essentially circular cross-section), the shafts under discussion are manufactured to the final dimensions by machining alone.
Die Steigerung der dynamischen Beanspruchbarkeit in den versagenskritischen Querschnitten kann wahlweise durch mechanische oder thermische Fertigungsschritte - gegebenenfalls mittels Kombination - erzielt werden.The increase in dynamic load capacity in the failure-critical cross-sections can be achieved either by mechanical or thermal manufacturing steps - if necessary by means of a combination.
Für Wellen die aus nicht korrosionsbeständigen Stählen - im allgemeinen werden niedriglegierte Vergütungsstähle bevorzugt - gefertigt werden, kann - im Anschluss an die formgebende Bearbeitung und eine Wärmebehandlung zur Einstellung einer homogenen Bauteilfestigkeit - durch das sogenannte „Festwalzen" der Querschnittsübergänge/Übergangsradien eine Härtesteigerung auf mechanischem Wege infolge Kaltverfestigung, verbunden mit der Induzierung von Druckeigenspannungen, in den Querschnittsübergängen ausgelöst werden.For shafts made of non-corrosion-resistant steels - low-alloyed tempering steels are generally preferred - following shaping and heat treatment to achieve homogeneous component strength, an increase in hardness can be triggered mechanically by the so-called "deep rolling" of the cross-sectional transitions/transition radii as a result of work hardening, combined with the induction of residual compressive stresses, in the cross-sectional transitions.
Alternativ kann eine solche Festigeitssteigerung auf thermischem Wege durch das induktive Härten - martensitische Gefüge - auschliesslich in den randschichtnahen Werkstoffbereichen der Querschnittsübergänge der Welle herbeigeführt werden.Alternatively, such an increase in strength can be achieved thermally by inductive hardening - martensitic structure - exclusively in the material areas close to the surface layer of the cross-sectional transitions of the shaft.
In Sonderanwendungen, beispielsweise der chemischen Industrie und der Schiffbau- Industrie oder immer dann, wenn den Anforderungen an die mechanische Beanspruchbarkeit gleichzeitig korrosive Umgebungsbedingungen überlagert werden, sind die hier zur Diskussion stehenden Wellen aus Edelstahl-Voirmaterialien zu fertigen.In special applications, for example in the chemical industry and the shipbuilding industry or whenever the requirements for mechanical strength are simultaneously superimposed on corrosive environmental conditions, the shafts under discussion here must be manufactured from stainless steel blank materials.
Bei massigen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit mögen Bauteile aus martensitischen korrosionsträgen Edelstahlen den Anforderungen an dieIf there are high requirements for corrosion resistance, components made of martensitic corrosion-resistant stainless steels may meet the requirements for
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Korrosionsbeständigkeit genügen. Diese können in geringfügiger Abwandlung der oben beschriebenen Fertigungsweise bearbeitet werden. Im Falle Chlorid- oder schwefelhaltiger Atmosphäre neigen Bauteile aus solchen Werkstoffen allerdings zur interkristallinen Sprödbruch-Anfälligkeit.Corrosion resistance is sufficient. These can be processed with a slight modification of the manufacturing method described above. In the case of chloride or sulphur-containing atmospheres, however, components made of such materials tend to be susceptible to intergranular brittle fracture.
Bei solchen Beanspruchungen werden Wellen aus Edelstahl-Legierungen mit austenitischem Gefüge bevorzugt. Bei den hier zur Diskussion stehenden Werkstoffen guter Korrosionsbeständigkeit handelt es sich um die austenitischen, die austenitischen ausscheidungshärtbaren und die hoch stickstofflegierten austenitischen Stähle.For such stresses, shafts made of stainless steel alloys with an austenitic structure are preferred. The materials under discussion here with good corrosion resistance are austenitic, precipitation-hardenable austenitic and highly nitrogen-alloyed austenitic steels.
Bei den austenitischen Edelstahle werden, abhängig von der Zusamnnensetzung der Legierung mehrere Korrosionsklassen (A1 - A5) unterschieden. Bekannteste Vertreter ist die A2-Qualität 1.4301 (X5 CrNi 18 10). Bauteile dieser Qualität sind bezülich der maximal erreichbaren örtlichen Festkeit auf etwa Rm = 1600 MPa begrenzt. Diese Werte werden durch die Kombination von Kaltverfestigung und verformungsinduzierter Martensitbildung in den am höchsten umgeformten Materialbereichen erzielt.Austenitic stainless steels are divided into several corrosion classes (A1 - A5) depending on the composition of the alloy. The best-known representative is the A2 quality 1.4301 (X5 CrNi 18 10). Components of this quality are limited to approximately Rm = 1600 MPa in terms of the maximum achievable local strength. These values are achieved through the combination of work hardening and deformation-induced martensite formation in the most highly deformed material areas.
Die hoch stickstofflegierten austenitischen Stähle erreichen zwar Festigkeitswerte Rm > 2000 MPa bei gleichzeitig sehr guten Korrosionseigenschaften auch in agressiver Umgebungsmedien, sind jedoch aufgrund ihrer aufwendigen Erzeugung in Druckaufstickungs-Anlagen enorm kostenintesiv und demzufolge für die Produktion von Massenteilen bedingt verwendbar. Der Materialgrundpreis beträgt das ca. 6 - 10 fache der oben angegebenen austenitischen ausscheidungshärtbaren Edelstahle. Gleichzeitig sind Vormaterialien aus solchen druckaufgestickten Werkstoffen schwierig umformbar, wie beispielsweise in den Patentschriften EP 0 545 852 B1 oder EP 0 774 589 A1 beschrieben.Although the highly nitrogen-alloyed austenitic steels achieve strength values Rm > 2000 MPa and at the same time have very good corrosion properties even in aggressive ambient media, they are extremely costly due to the complex production in pressure nitriding systems and are therefore only suitable for the production of mass-produced parts to a limited extent. The basic material price is approximately 6 - 10 times that of the above-mentioned austenitic precipitation-hardening stainless steels. At the same time, primary materials made from such pressure-nitrided materials are difficult to form, as described, for example, in the patents EP 0 545 852 B1 or EP 0 774 589 A1.
Höherfeste korrosionsbeständige austenitische ausscheidungshärtbare Edelstahle sind bereits bekannt. Bevorzugt eingesetzt werden die Legierungen 1.4310 (X10 CrNi 18 10), 1.4568 (X12 CrNiAI 17 7) und die herstellerspezifischen Varianten.Higher-strength, corrosion-resistant austenitic precipitation-hardenable stainless steels are already known. The alloys 1.4310 (X10 CrNi 18 10), 1.4568 (X12 CrNiAI 17 7) and the manufacturer-specific variants are preferred.
Bei Bauteilen dieser Legierungen wird im Anschluss an die mechanische Bearbeitung, durch eine mehrstündige Wärmebehandlung, bei Temperaturen 300°C< T < 5500C die Ausscheidung intermetallischer Phasen aus dem übersättigten Mischkristall - damit verbunden eine Festigkeitssteigerung, je nachIn the case of components made of these alloys, the precipitation of intermetallic phases from the supersaturated solid solution is achieved by heat treatment lasting several hours at temperatures of 300°C< T < 550 0 C following mechanical processing - this leads to an increase in strength, depending on
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Legierung, Grad der Kaltumformung und Parameter der Wärmebehandlung bis zu 30% - herbeigeführt. Festigkeiten von Rm > 1800 MPa können realisiert werden. Als Nachteile sind die kostenintensive Wärmebehandlung verbunden mit der Gefahr der Chromcarbid-Ausscheidung zu nennen, die zur Absenkung der Korrosionsbeständigkeit und Erhöhung der Gefahr der interkristallinen Sprödbruchbildung führt. Darüber hinaus wird bei der Wärmehandlung im Ofen zwangsläufig eine Gefügebeeinflussung der gesamten Welle herbeigeführt. Die partielle Steigerung der Festigkeitseigenschaften, begrenzt auf die versagenskritischen Querschnitte ist damit nicht möglich.Alloy, degree of cold forming and heat treatment parameters up to 30% - achieved. Strengths of Rm > 1800 MPa can be achieved. Disadvantages include the costly heat treatment combined with the risk of chromium carbide precipitation, which leads to a reduction in corrosion resistance and an increase in the risk of intergranular brittle fracture. In addition, the heat treatment in the furnace inevitably influences the structure of the entire shaft. A partial increase in the strength properties, limited to the cross-sections critical to failure, is therefore not possible.
Mit Ausnahme der Offenlegungsschrift DE 198 15 670 A1 ist bislang die Tatsache nicht bekannt, dass bei korrekter Wahl der Anlagentechnik und Verfahrensparameter auch austenitische ausscheidungshärtbare Edelstahle durch induktive Wärmebandlung in äusserst kurzen Prozess-Zeiten zur Bildung von intermetallischen Phasen und damit zu einer deutlichen Festigkeitssteigerung neigen.With the exception of the published patent application DE 198 15 670 A1, it is not yet known that, with the correct choice of plant technology and process parameters, even austenitic precipitation hardenable stainless steels tend to form intermetallic phases and thus to a significant increase in strength by inductive heat treatment in extremely short process times.
Die in Offenlegungsschrift DE 198 15 670 A1 beschriebene Anwendung einer gewindeformenden Schraube unterscheidet sich von der nachfolgend beschriebenen Erfindung in mehreren Punkten.The application of a thread-forming screw described in the published patent application DE 198 15 670 A1 differs from the invention described below in several points.
Bei einer gewindefurchenden Schraube handelt es sich zwar ebenfalls um ein Massenprodukt, mit besonders starken Querschnittsübergängen und keinesfalls glattflächiger Oberfläche. Für die Gebrauchseigenschaften der beschriebenen Schraube ist es jedoch lediglich erforderlich, dass die als Gewiindeflanken bezeichneten Vorsprünge in Ihrer Härte zu steigern um einen einmaligen Umformprozess - beim Furchen des Gewindes im Mutternwerkstoff - zu gewährleisten. Die Übertragung der Erkenntnisse auf die vorliegende Erfindung ist keinesfalls naheliegend.A thread-forming screw is also a mass product, with particularly strong cross-sectional transitions and by no means a smooth surface. However, for the performance characteristics of the screw described, it is only necessary that the projections referred to as thread flanks are increased in hardness in order to ensure a one-off forming process - when forming the thread in the nut material. The transfer of the findings to the present invention is by no means obvious.
Der beschriebene Stand der Technik zeigt, dass das der Erfindung zugrunde liegende Problem, nämlich eine korrosionsbeständige Welle endlicher Länge, mit im wesentlichen kreisförmigem Voll- oder Hohlquerschnitten unterschiedlicher Durchmesser zu schaffen, die ausschliesslich im Bereich der bei Dauerschwingbeanspruchung versagenskritischen Querschnittsübergänge höchste Härte/Festigkeitswerte aufgrund gezielter thermischer Behandlung aufweist, bislang noch nicht befriedigend gelöst wurde.The described prior art shows that the problem underlying the invention, namely to create a corrosion-resistant shaft of finite length, with essentially circular solid or hollow cross sections of different diameters, which has the highest hardness/strength values due to targeted thermal treatment exclusively in the area of the cross-sectional transitions that are critical to failure under fatigue loading, has not yet been satisfactorily solved.
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Diese Nachteile versucht die vorliegende Erfindung zu beheben.The present invention attempts to remedy these disadvantages.
3. Gegenstand der Erfindung3. Subject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine wirtschaftlich herstellbare korrosionsbeständige Welle endlicher Länge mit im wesentlichen kreisförmigen Volloder Hohlquerschnitten unterschiedlicher Durchmesser zu schaffen, die ausschliesslich im Bereich der bei Dauerschwingbeanspruchung versagenskritischen Querschnittsübergänge höchste Härte/Festigkeitswerte infolge thermischer Behandlung und einen günstigen Eigenspannungszustand aufweist.The invention is based on the object of creating an economically producible corrosion-resistant shaft of finite length with essentially circular solid or hollow cross-sections of different diameters, which has the highest hardness/strength values as a result of thermal treatment and a favorable residual stress state exclusively in the area of the cross-sectional transitions that are critical to failure under fatigue loading.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass für solche Wellen ein auscheidungshärtbarer austenitischer Stahl ausgewählt wird, der einen hohen Gehalt an interstitiell gelöstem Stickstoff (N) aufweist und vorzugsweise folgende chemische Zusammensetzung aufweist:According to the invention, this object is achieved by selecting a precipitation-hardenable austenitic steel for such shafts, which has a high content of interstitially dissolved nitrogen (N) and preferably has the following chemical composition:
0,02-0,12% C0.02-0.12% C
1-16% Mn1-16% Mn
0 - 3 % Mo0 - 3 % Mo
16-26% Cr16-26% Cr
0-15% Ni0-15% Ni
0,2 - 0,9 % N0.2 - 0.9 % N
Durch diese Legierungsanteile erhält der Stahl eine gute Korrosionsbeständigkeit vergleichbar mit A2-Qualitäten. Die Begrenzung des Stickstoffgehaltes entspricht der natürlichen Löslichkeit im Austenit, die mit zunehmendem Mangangehalt ansteigt. Die obere Begrenzung des Kohlenstoff-Gehaltes vermeidet im Zusammenhang mit der induktiven Ausscheidungshärtung weitestgehend die Chromcarbid-Bildung, die sich bevorzugt auf den Korngrenzen einstellen würde und die Anfälligkeit gegenüber interkristalliner Korrosion begünstigt.These alloy components give the steel good corrosion resistance comparable to A2 grades. The limitation of the nitrogen content corresponds to the natural solubility in the austenite, which increases with increasing manganese content. The upper limitation of the carbon content, in conjunction with inductive precipitation hardening, largely avoids the formation of chromium carbide, which would preferentially form at the grain boundaries and promote susceptibility to intergranular corrosion.
Der Werkstoff kann in der bei austenitischen Edelstahl-Legierungen gewohnten Weise, durch Walzen oder Ziehen, auf die gewünschten Vormaterialabmessung verformt werden.The material can be deformed to the desired raw material dimensions in the usual way for austenitic stainless steel alloys, by rolling or drawing.
Bei der spannlosen Warm-, Halbwarm-, oder Kaltumformung der Welle wird dasDuring the clampless hot, warm or cold forming of the shaft, the
Vormaterial wahlweise in lösungsgelüht abgeschrecktem (insbesondere beiPre-material optionally in solution-annealed quenched (especially for
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Kaltumformung) oder in bereits verfestigtem Werkstoffzustand (bei Warmumformung) eingesetzt.cold forming) or in an already hardened material state (hot forming).
Sofern die Geometrie der Welle durch spanende Nacharbeit des oben beschriebenen spanlos vorgefertigten Rohlings oder aber ausschliesslich durch spanende Bearbeitung aus dem kreisförmigen Halbzeug in einer erhöhten Vormaterial-Festigkeit eingestellt wird, kann durch entsprechende Druck-Schub-Verformung bei der Zerspannung im Bereich der Queschnittsübergänge bereits eine Festigkeitssteigerung erzielt werden.If the geometry of the shaft is adjusted to an increased strength by machining the above-described prefabricated blank without cutting or exclusively by machining the circular semi-finished product, an increase in strength can already be achieved by appropriate pressure-shear deformation during machining in the area of the cross-sectional transitions.
Unabhängig von den angeführten Fertigungsarten, -folgen wird durch das Festwalzen der Querschnittsübergänge eine Kaltverfestigung und verformungsinduzierte Martensitbildung ausgelöst, so dass in diesen Bauteilbereichen bereits Festigkeiten Rm = 1800 MPa eingestellt werden können.Regardless of the manufacturing methods and sequences mentioned, the deep rolling of the cross-sectional transitions triggers work hardening and deformation-induced martensite formation, so that strengths of Rm = 1800 MPa can already be achieved in these component areas.
Die anschliessende induktive Auscheidungsbehandlung, die bevorzugt bei Temperaturen von 3000C < T < 5500C im Bereich der versagensgefährdeten Querschnittsübergänge der Welle vorgenommen wird, kann wahlweise direkt im Anschluss an die spanende Bearbeitung vorgenommen werden, führt jedoch nach einem gezielten Festwalzen zu besonders hoher Festigkeitsteigerung.The subsequent inductive precipitation treatment, which is preferably carried out at temperatures of 300 0 C < T < 550 0 C in the area of the cross-sectional transitions of the shaft at risk of failure, can optionally be carried out directly after machining, but leads to a particularly high increase in strength after targeted deep rolling.
Die örtliche Ausscheidungshärtung führt zur Bildung intermetallischer Phasen. Vornehmlich handelt es sich um Nitride und/oder in geringem Umfang Carbide, die zur erwünschten Festigkeits-, bzw. Härtesteigerung um bis zu 30% führen, insbesondere in den bereits durch die mechanische Umformung - spannede Bearbeitung mit hoher Druck-Schub-Verformung oder Festwalzen - am höchsten verfestigten und umgewandelten Gefügebereichen. Eine Einschränkung der Korrosionseigenschaften ist nicht zu erwarten.Local precipitation hardening leads to the formation of intermetallic phases. These are primarily nitrides and/or, to a lesser extent, carbides, which lead to the desired increase in strength or hardness of up to 30%, particularly in the structural areas that have already been hardened and transformed to the highest degree by mechanical forming - tension machining with high pressure-shear deformation or deep rolling. A reduction in corrosion properties is not to be expected.
Allein diese Wärmebehandlung erlaubt die partielle Festigkeitssteigerung in den versagensgefährdeten Querschnittsbereichen dauerschwingbeanspruchter Wellen endlicher Länge mit kreisförmigem Voll- oder Hohlquerschnitt.This heat treatment alone allows the partial increase in strength in the cross-sectional areas at risk of failure of shafts of finite length with circular solid or hollow cross-sections subjected to fatigue stress.
Die induktive Auscheidungshärtung erlaubt aufgrund der äusserst kurzen Wärmebehandlungszeiten (mehrere Sekunden), einen deutlichen Preisvorteil gegenüber den konventionell, mittels mehrstündiger Ofenerwärmung behandelten Bauteilen.Due to the extremely short heat treatment times (several seconds), inductive precipitation hardening allows a significant price advantage compared to components treated conventionally by means of oven heating lasting several hours.
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Die Verfahrensweise und Anlagentechnik der induktiven Wärmebehandlung ist in der Literatur ausreichend beschrieben. Es bedarf an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung.The procedure and plant technology of inductive heat treatment are adequately described in the literature. No further explanation is required at this point.
Bedingt durch die geringen Wärmebehandlungszeiten ist eine äusserst wirtschaftliche Arbeitsweise möglich.Due to the short heat treatment times, an extremely economical working method is possible.
Die Erfindung soll nun mit Hilfe einer Figur erläutert werden:The invention will now be explained with the help of a figure:
Fig. 1: einteilige Welle mit mehreren Querschnittsübergängen die Fig. 1: one-piece shaft with several cross-sectional transitions
insbesondere in diesen Bauteilbereichen induktiv ausscheidungsgehärtet ist.inductively precipitation hardened, particularly in these component areas.
Die in Figur 1 gezeigte Welle 10 besteht aus der austenitischen Edelstahl-Legierung, deren Zusammensetzung in dem zuvor genannten Bereich liegt.The shaft 10 shown in Figure 1 consists of the austenitic stainless steel alloy whose composition lies in the previously mentioned range.
Die einteilige Welle 10 aus Figur 1 weist drei im wesentlichen kreisförmige Wellenabschnitte 12, 16 und 20 auf, die über die Querschnittsübergänge (Rundungsradien) 14 und 18 in den jeweils nächsten Wellenabschnitt übergehen. Die Querschnittsübergänge 14 und 18 stellen die bei Dauerschwingbeanspruchung versagenskritischen Querschnitte dar. In diesen oberflächennahen Bereichen 14 und 18 (siehe Detail-Ansicht B) der Übergangsradien ist die Welle derart behandelt, dass sie eine maximale Festigkeit besitzt.The one-piece shaft 10 from Figure 1 has three essentially circular shaft sections 12, 16 and 20, which transition into the next shaft section via the cross-sectional transitions (rounding radii) 14 and 18. The cross-sectional transitions 14 and 18 represent the cross-sections that are critical to failure under fatigue loading. In these near-surface areas 14 and 18 (see detailed view B) of the transition radii, the shaft is treated in such a way that it has maximum strength.
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Claims (4)
0,02-0,12% C
1-16% Mn
0-3% Mo
16-26% Cr
0-15% Ni
0,2-0,9% N. 4. One-piece shaft with substantially circular solid or hollow cross-sections according to claims 1-3, characterized by a chemical composition of:
0.02-0.12% C
1-16% Mn
0-3% Mo
16-26% Cr
0-15% Ni
0.2-0.9% N
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