Eigenspannungsabbau durch herum liegen lassen im Freien

Hallo,

ich habe eigentlich mal gelernt das Eigenspannungen in Stahlbauteilen (so lange diese keiner Alterung unterliegen) soweit sehr stabil sind. Zumindest so lange es keine Überbelastung, hohe dynamische Belastungen oder häufige und hohe Temperaturwechsel gibt. Jetzt wurde mir von dem Leiter einer Firma die Glühbehandlungen durch führt mal gesagt, daß man in der früheren DDR Bauteile einfach Jahre lang im Freien hat liegen lassen und bei der Bearbeitung (wenn es endlich soweit war) hatten diese dann weniger Eigenspannungen. Das passt aber so überhaupt nicht in das Bild was ich zum Thema ESP und deren Stabilität gelernt habe.
Auch wurde die Aussage getroffen, daß es auch noch Monate nach der Fertigstellung eines Bauteils sein könnte, daß sich die dünnen Teile dieses Bauteils nachträglich verziehen. Das kann ich mir so auch nur ganz schwer vorstellen. Leider hatten wir keinen weiteren Kontakt mehr und so konnte ich das nicht im Detail klären.
Kommt hier jemand aus der ehemaligen DDR und kann da was dazu sagen, bzw. hat fundiertes Fachwissen in diesem Bereich?

PS: Die gleiche Frage habe ich im Techniker Forum gestellt, da ich sonst wirklich nicht wüsste wenn ich noch fragen kann und dieses Problem (Unwissen) wirklich gerne gelöst bekommen würde.

Das stimmt tatsächlich.
Vor allem gegossene Stahlteile werden noch immer so behandelt.
Hitze und Kälte sind auch bewährte Verfahren. Spannungsarmglühen und Kryobehandlung.
Durch härten bekommt man wieder Spannungen in Stahl was man, wenn es technisch ausreicht, aber durch nitrieren bei tieferen Temperaturen reduzieren kann. Plasmanitrieren ist die schonenste und modernste Art.

Das ist ja krass!!!!
So wie ich dich verstehe, kommt es also auf die Art der Fertigung und vermutlich auch auf die Stahl - / die Legierungsart an.
Ich kenne beruflich nur die ganzen austenitischen Edelstähle aus dem Anlagenbau in der chemischen Industrie.
Da werden die Behälter, Apparaturen, Rohrleitungen, Ventile etc. etc. belastet durch Temperatur und Druck und es passiert gar nichts an nachträglichem Verzug.

Ich war auch vorn ein paar Monaten in einem Museum wo sie antike, griechische Statuen ausgestellt hatten.
Da gab es einen Poseidon und dessen Füsse und Fußsohlen standen absolut perfekt auf dem (natürlich neu gefertigten) Marmorsockel. Klar hat der Korrosion gesehen, aber so gleichmäßig und perfekt aufzustehen heißt für mich, daß sich hier gar nichts verzogen hat.

Wie viele Jahre hat man den die Bauteile im Freien liegen lassen?
Und gab es dann auch plastischen Verzug?
Muss ja eigentlich wenn nicht nur die ESP der 3. Ordnung abgebaut wurden.

Ich finde das super spannend!
Endlich jemand der etwas dazu sagen kann.

Ich kenne leider nur die Basics bei Gussteilen.
Am besten nimmst du mal Kontakt auf mit einem Maschinenhersteller der Gussteile verarbeitet und der schon sehr lange existiert.
Ich könnte mir vorstellen z.B. Fa Deckel wäre ein guter Ansprechpartner. Villeicht nimmt sich ein fachkundiger Techniker die Zeit um dir etwas Firmenerfahrung zu erzählen. Oder villeicht bieten die auch eine Firmenführung an oder haben Tage der offenen Tür.

Und klar gibt es Verzug bei Gussteilen. Deshalb ist an den Stellen wo die Passungen sind mehr Material damit man dort später nachfräsen kann. Ich habe mal gesehen das große Gussteile heute vorher mit einem 3D Laser gescannt werden und vor der Weiterverarbeitung sicherzustellen, dass auch an allen Punkten wo gefräst ist genug Material vorhanden ist und sich nicht durch Verzug mitten in der Bearbeitung ein Problem ergibt.

Bei Stangenmaterial gibt es natürlich auch Spannungen. Ich hatte schon Fälle wo Stangen fehlerhaft verarbeitet wurden. Vermutlich nur halb in Abkühlbädern gelegen sind und ungleichmäßig abkühlten. Dann fräst und dreht man und das Teil ist durch die ungleichmäßig freiwerdenden Spannungen verbogen. Im schlimmsten Fall kann man das ganze Material wegwerfen, im besten Fall kann eine Härterei das Rohmaterial durch spannungsarmglühen "reparieren".

Ich hatte dieses Jahr Frästeile mit einer blöden Geometrie aus Automatenstahl. War sehr gut zerspanbar aber am Schluss war das schlanke ca. 20cm lange Frästeil in der Mitte fast 1mm durchgebogen. Durch innere freiwerdenden Spannungen. Kleinserie von nur ein paar Stück da blieb nur eins: zurechtbiegen. Dann trowalieren. Plasmanitrieren und die Teile waren einigermaßen ok. Wenn ich wieder ähnliche Teile fertige werde ich das Material vorher spannungsarm glühen lassen - villeicht klappt es dann besser.

Auf jedenfall ein sehr interessantes Thema im Metallbereich.

Diese mehr an Material bei den Passungen von Gußteilen macht man dann, weil man noch Gewinde oder sonst was reinfräsen muss und Verzug darf es dann natürlich keinen mehr geben?
Es ist aber nicht gedacht um alle paar Jahre nachgefräst zu werden weil der Verzug immer weiter geht?

So eine Führung oder ein Tag der offenen Tür wäre schon mega toll!

Nicht nur Gewinde. Denke nur an Linearführungen usw. Die brauchen eine ebene Fläche.
Ganz wird man es nicht verhindern können das solche Gussteile weiter arbeiten. Die Maschinenhersteller haben aber bestimmt jahrzehntelange Erfahrungen wie sie diese geometrisch auslegen müssen um das zu minimieren.
Auch beim Transport muss man aufpassen nicht umsonst gibt es genaue Vorschriften wo und wie eine Maschine angehoben werden darf.

Nimm einfach Kontakt auf mit div Herstellern. Ich denke da kannst du am meisten dazulernen.

Ich werde es versuchen!
Ich tue mir echt schwer damit mir vorzustellen, daß alle Bauteile weiterhin Verzug erleiden.
Es gibt ja Sachen die müssen ultra genau sein und die wären dann sofort Ausschuß.

Deswegen auch das Beispiel mit den Antiken Statuen.
Die dürften doch wegen dem 3.000 Jahre andauernden Verzug, eigentlich gar nicht mehr gerade auf dem Boden stehen können.
Bzw. die dürften doch gar keine saubere Standfläche mehr haben.

3.000 Jahre ist ja für diese griechischen Bronzestatuen eine Ewigkeit. . .

Ich werde es versuchen!
Ich tue mir echt schwer damit mir vorzustellen, daß alle Bauteile weiterhin Verzug erleiden.
Es gibt ja Sachen die müssen ultra genau sein und die wären dann sofort Ausschuß.

Deswegen auch das Beispiel mit den Antiken Statuen.
Die dürften doch wegen dem 3.000 Jahre andauernden Verzug, eigentlich gar nicht mehr gerade auf dem Boden stehen können.
Bzw. die dürften doch gar keine saubere Standfläche mehr haben.

3.000 Jahre ist ja für diese griechischen Bronzestatuen eine Ewigkeit. . .

Ist im Baubereich nicht anders. Alle Materialien arbeiten. Dehnen sich bei Wärme aus, ziehen sich zusammen bei Kälte. Manche machen das auch bei Luftfeuchtigkeit. Ganz schlimm ist Holz. Da kämpft man dann ewig mit Rissen usw. Aber auch dafür gibt es Techniken.

Und bei Maschinen ist es nicht anders. Schon mal was von Wärmegang gehört ? Da beginnt man zu fräsen und zu drehen. Die Maschine, Spindel, Lager, Führungen verändern ihre Temperatur und damit ändert sich auch das Maß des Werkstücks. Dann kommt noch der Werkzeugverschleiss dazu. Ölfilm auf Führungen. Riemenspannung und Verschleiss (bei Drehmaschinen). Unwuchten. Vibrationen usw.
Nichts ist perfekt.

Das was du hier beschreibst sind ja aber die ganz normalen Änderungen durch Wärme - bzw. die Längenausdehnung. Das hat ja mit einem plastischen Verzug durch Eigenspannungen die höher liegen als die Streckgrenze nichts zu tun.

Ich meinte mit dem verzug und der Reduzierung der Eigenspannungen wirklich nur den Abbau der Inneren Spannungen die z.b. wenn man noch ein paar cm abfräst dazu führen, das sie plötzlich oberhalb der Streckgrenze liegen (weil weniger Materialquerschnitt) und sich das Bauteil dadurch verzieht.

Und das sollte ja nach der Fertigstellung eines Bauteils eigentlich beendet sein.
Bei Raumtemperatur findet ja auch praktisch keinerlei Diffusion zum Spannungsabbau statt.
Selbst ein eingeschränktes Spannungsarmglühen bei 400 - 450 Grad (wenn man Chromkarbide vermeiden will) bringt nicht viel.

Da hast du recht - Einfluss durch Wärme / Kälte gehört nicht zum Thema.
Wobei man bedenken muss: Kräfte die im Betrieb auf ein Bauteil wirken können, summieren sich mit Eigenspannungen und können so zu vorzeitigen Brüchen führen. Das kann auch durch Wärme / Kälteeinfluss passieren wenn die Eigenspannungen vorher groß genug waren.
Auf jedenfall alles nicht so einfach und 100% auf ym perfekt ist schwierig.

100% auf ym?
Was bedeutet das?


Im Techniker Forum gibt es eine super gute Erklärung für das liegen lassen und warum nach x Monaten oder Jahren dann das Bauteil fertig gearbeitet wird, ohne das man danach weitern Verzug befürchten muss.
Das würde auch sonst gegen absolut alles sprechen was an den Unis gelehrt wird.

Überleg mal, wenn die ESP IMMER schon bei Raumtemperatur abgebaut würden, dann hätte man niemals maßhaltige Bauteil.
Zumindest nicht sehr lange.

Und auch die Lastberechnungen, was man dem Bauteil in Kombination mit seinen ESP noch an Belastungen zumuten kann wären völlig hinfällig, wenn diese sich von ganz alleine bereits bei Raumtemperatur abbauen würde und es dazu nicht erst ein überschreiten der Streckgrenze benötigen würde. (Eigenspannung + Belastungsspannung höher als Streckgrenze = plastischer Verzug)

Dieser Abbau geht lediglich bis zu einem gewissen Punkt.
Bis sich das Gefüge wieder genug erholt und die ESP weit genug abgebaut wurden.
Dann hat man dadurch, danach ein Bauteil das wirklich für sehr, sehr lange Zeit völlig ohne weiteren Verzug seinen Dienst verrichtet.

Es sind zwar immer noch ESP in dem Bauteil (ESP frei gibt es nicht) diese können aber keinen plastischen verzug mehr bei Raumtemperatur mehr bewirken, weil sie nicht mehr hoch genug sind.

Hier bräcuhte man dann tatsächlich eine Glühbehandlung.