V29 Gusseisen unter Zug- und Druckbeanspruchung

Zusammenfassung

Wird ein rekristallisierter, metallischer Werkstoff wie in Abb. 29.1 elastisch‐plastisch verformt und dann entlastet, so ist der durch die Steigung der Sekante durch den Lastumkehrpunkt U und den Entlastungspunkt 0 gegebene Sekantenmodul E_S kleiner als der bei rein elastischer Beanspruchung ermittelte Elastizitätsmodul E₀(Anfangsmodul). Verursacht wird dieses Werkstoffverhalten durch plastische Rückverformungen beim Entlasten, die auf dem Bauschingereffekt beruhen (vgl. V28). Bei Gusseisenwerkstoffen (vgl. V17) ist die Abnahme von E_S gegenüber E₀ besonders stark. Verantwortlich hierfür sind Risse in Graphitteilchen und Ablöseerscheinungen an den Grenzflächen Graphit/Matrix, die sich während der Zugbeanspruchung bilden. Beim Entlasten schließen sich diese Hohlräume teilweise und liefern damit zusätzliche Verformungsanteile, die E_S verkleinern. Bei Druckbeanspruchung können sich ebenfalls Ablösungen zwischen Graphit und Matrix bilden, und zwar quer zur Beanspruchungsrichtung. Das Ausmaß dieser Erscheinungen ist jedoch viel geringer als bei Zugbeanspruchung und die dadurch bedingte Herabsetzung von E_S entsprechend kleiner. Als Folge davon ist die Spannungsabhängigkeit des Sekantenmoduls von Gusseisenwerkstoffen bei Zug‑ bzw. Druckbeanspruchung – im Gegensatz zum Verhalten vieler anderer Werkstoffe – verschieden groß. Hinzu kommt, dass ein ausgeprägter Einfluss der Graphitform besteht (vgl. V17 und V18).