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      The Dependence of Thermal and Mechanical Stability of Residual Stresses on Their Mode of Generation Translated title: Thermische und mechanische Stabilität von Eigenspannungen in Abhängigkeit ihrer Erzeugung

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          Abstract

          The Collaborative Research Center SFB/TRR 136 “Process Signatures”, located in Bremen, Aachen, Germany, and Stillwater, Oklahoma, USA, since 2014, aims to describe manufacturing processes by generated surface material modifications. The approach assumes that a general description allows generating desired surface properties with different equivalent machining or treatment strategies. The surface modification due to machining processes can have positive or negative influences on the life time behavior of components. An example for occurring surface modifications are residual stresses, known for being generated in surface regions due to machining operations. They are significantly influencing the properties of dynamically stressed components. Compressive stresses in general are known mostly to enhance the endurance limit due to counteracting crack formation and propagation. Tensile residual stresses in most cases reduce fatigue strength as they have to be superimposed to the crack initiating tensile load stresses. The aim of a holistic approach to surface treatment should therefore be, to a compressive residual stress depth profile adjusted to the anticipated demands. However, residual stresses are not stable. Due to temperature exposure or mechanical loads they can change within the lifetime of a component. This literature review aims to give an overview on the state of knowledge so far achieved on the stability of residual stresses and the dependence of their stability on the mode of generation.

          Kurzfassung

          Der transregionale Sonderforschungsbereich SFB/TRR 136 „Prozesssignaturen”, seit 2014 in Bearbeitung in Bremen, Aachen, Deutschland, und Stillwater, Oklahoma, USA, hat zum Ziel, Fertigungsverfahren über deren Auswirkung auf die Randschichteigenschaften zu beschreiben. Der Ansatz geht davon aus, dass eine verallgemeinerte Beschreibung es ermöglicht, zur Erzeugung gewünschter Randschichteigenschaften verschiedene, in der Wirkung gleichwertige Fertigungsstrategien zu ermitteln. In der Fertigung erzeugte Randschichtmodifikationen können positive und negative Folgen für Bauteile im Einsatz haben. Ein Beispiel für die auftretenden Modifikationen sind Eigenspannungen in der Randschicht. Eigenspannungen beeinflussen die Lebensdauer von dynamisch beanspruchten Bauteilen in signifikanter Weise. Druckeigenspannungen in der Randschicht wirken dem Entstehen und Wachstum von Rissen bekanntermaßen entgegen und erhöhen damit meist die Lebensdauer von Bauteilen. Zugeigenspannungen senken in der Regel die Ermüdungsfestigkeit, da sie sich den rissauslösenden Zugspannungen aus der mechanischen Belastung überlagern. Es wäre daher ein einfacher Ansatz, Fertigungsverfahren so zusammenzustellen, dass ein, der erwarteten Belastung angepasster, Druckeigenspannungszustand in der Randschicht erzeugt wird. Eigenspannungen sind jedoch nicht stabil. Sie können sich durch Temperatureinwirkung oder mechanische Lasten im Verlauf des Bauteileinsatzes verändern. Diese Literaturübersicht hat zum Ziel, den bisherigen Kenntnistand zur thermischen und mechanischen Stabilität von Eigenspannungen in Abhängigkeit ihrer Erzeugungsart zusammenzustellen.

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            Analyse und Beurteilung gekoppelter thermisch-mechanischer Prozesse zur Randschichtverfestigung

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              Röntgenographische Ermittlung der Eigenspannungsumlagerung bei erhöhter Temperatur

               U. Schlaak (1988)
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                14 December 2016
                : 71
                : 6
                : 251-257
                Affiliations
                1 Stiftung Institut fuer Werkstofftechnik, Badgasteiner Str. 3, 28359 Bremen, and MAPEX Center for Materials and Processes, Bremen University, Germany
                2 Stiftung Institut fuer Werkstofftechnik, Bremen, and MAPEX Center for Materials and Processes, Bremen University, Germany
                Author notes
                3 clausen@ 123456iwt-bremen.de (Corresponding author/Kontakt)
                Article
                HT110302
                10.3139/105.110302
                © 2016, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 15, Pages: 7
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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