Eigenspannung

Innere, mechanische Spannungen in einem Gussstück ohne Einwirkung äußerer Kräfte oder
Beanspruchung.

Eigenspannungen bilden sich in Gussstücken durch die Schwindung während der Abkühlung in der Gießform, insbesondere durch unterschiedlich lange Abkühlungszeiten von unterschiedlichen Wanddicken.

Treten während der Abkühlung noch Gefügeumwandlungen auf, so können diese bei Änderung der spezifischen Volumen der Gefügebestandteile zusätzliche Eigenspannungen hervorrufen. Jegliche Weiterbearbeitung des Gussstückes wie durch zerspanende Bearbeitung, Wärmebehandlung oder Schweißen führt zur Veränderung des Spannungszustandes.

Eigenspannungen können nach ihrer räumlichen Ausdehnung im Werkstück untergliedert werden in

  • Eigenspannungen I. Art: makroskopische, über Bereiche eines Werkstücks wirkende Eigenspannungen,
  • Eigenspannungen II. Art: mikroskopische, über ein Korn oder Kristallstruktur wirkende Eigenspannung,
  • Eigenspannungen III. Art: mikroskopische, innerhalb eines Kristallgefüges oder Korn wirkende Eigenspannung. Typische Beispiele für Eigenspannungen III. Art sind Eigenspannungsfelder von Gitterstörungen wie Fremdatomen, Leerstellen und Versetzungen.

Eigenspannungen im Gusstücken können sich auch durch die Beanspruchung im Einsatzfall verändern. Wird ein Gussstück bei höheren oder tieferen Temperaturen oder mit Temperaturwechseln beansprucht, so treten thermisch induzierte Spannungen im Inneren auf.

Die Wärmeleitfähigkeit, der lineare Ausdehnungskoeffizient und eventuell mögliche Gefügeumwandlungen des Werkstoffs bestimmen die Veränderung des Spannungszustandes.

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