DE102020131310A1

DE102020131310A1 - Ermüdungsschätzverfahren; und Verfahren zum Erstellen einer Datenbank zur Ermüdungsschätzung

Info

Publication number: DE102020131310A1
Application number: DE102020131310.1A
Authority: DE
Inventors: Yousuke Nagano
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US20210172890A1; JP2021092406A

Abstract

Ein Ermüdungsschätzverfahren zum Schätzen eines Ermüdungsgrades eines metallischen Materials (2) weist auf: Schätzen eines Ermüdungsabschnitts, in dem Ermüdung in einem Bereich (2a) des metallischen Materials (2) auftritt; Erhalten einer Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern (G) in einem Messbereich (A1), der in dem Ermüdungsabschnitt festgelegt ist, basierend auf einer Kristallfehlorientierung in dem Messbereich (A1), Erhalten einer Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die einen Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkorngröße innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, in dem Messbereich (A1); und Erhalten eines geschätzten Ermüdungsgrades des metallischen Materials (2), basierend auf zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, vor und nach der Ermüdung des metallischen Materials.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Ermüdungsschätzverfahren zum Schätzen eines Ermüdungsgrades eines metallischen Materials und ein Verfahren zum Erstellen einer Datenbank zur Ermüdungsschätzung für die Verwendung in dem Ermüdungsschätzverfahren.
Stand der Technik
Als ein Verfahren zum Schätzen eines Ermüdungsgrades einer metallischen Komponente ist es bekannt, den Belastungsbetrag, der durch Röntgenbeugung in Kristallkörnern aus Metall erzeugt wird, quantitativ zu messen und den Ermüdungsgrad basierend auf dem Belastungsbetrag zu schätzen (siehe zum Beispiel die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-344454 ( JP 11-344454 A )).
Zusammenfassung der Erfindung
Die Messung des Belastungsbetrag durch Röntgenbeugung ist insofern vorteilhaft, dass für die Messung kein Bruch der metallischen Komponente erforderlich ist. Währenddessen beträgt die Eindringtiefe von Röntgenstrahlen mehrere µm, wenn die Komponente von außen mit den Röntgenstrahlen bestrahlt wird. Wenn somit Ermüdung, wie beispielsweise Rollermüdung in Lagerteilen usw., in einem relativ tiefen Bereich innerhalb einer Oberfläche erzeugt wird, ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass Röntgenstrahlen den Bereich erreichen, in dem Ermüdung erzeugt wird, was es schwierig machen kann, den Belastungsbetrag mit hoher Genauigkeit zu messen. Daher kann das metallische Material geschnitten werden und sein Bereich kann mit Röntgenstrahlen bestrahlt werden, so dass eine Messung durch Röntgenbeugung an dem relativ tiefen Bereich des metallischen Materials durchgeführt wird.
Wenn hier der Bereich des metallischen Materials mit den Röntgenstrahlen bestrahlt wird, muss die Beugungsintensität erhöht werden, indem der Bestrahlungsbereich der Röntgenstrahlen erweitert oder die Bestrahlungszeit der Röntgenstrahlen verlängert wird, um die Genauigkeit der Messergebnisse zur Verbesserung der Genauigkeit beim Schätzen des Ermüdungsgrades zu verbessern. Wenn jedoch der Bestrahlungsbereich der Röntgenstrahlen erweitert wird, werden andere Abschnitte als der Ermüdungsabschnitt mit größerer Wahrscheinlichkeit mit den Röntgenstrahlen bestrahlt, und Informationen über die anderen Abschnitte als den Ermüdungsabschnitt können in den Messergebnissen enthalten sein, was zu einer Reduzierung der Genauigkeit der Messergebnisse führt. Wenn die Bestrahlungszeit der Röntgenstrahlen verlängert wird, verlängert sich die Messzeit und die Last einer Röntgenbeugungsvorrichtung nimmt zu, was zu Kostenproblemen führen kann.
Wenn also versucht wird, die Beugungsintensität zu erhöhen, um die Genauigkeit der Messwerte zu verbessern, wenn der Ermüdungsgrad von dem Bereich des metallischen Materials durch Röntgenbeugung geschätzt wird, kann die Genauigkeit der Messwerte genau im Gegenteil reduziert werden, oder die Kosten können sich erhöhen. Somit besteht das Problem, dass es schwierig ist, die Genauigkeit der Schätzung des Ermüdungsgrades zu verbessern.
Die Erfindung stellt eine Technologie bereit, welche die Genauigkeit beim Schätzen des Ermüdungsgrades eines metallischen Materials verbessern kann.
Zum Schätzen des Ermüdungsgrades eines metallischen Materials konzentrierte sich der Erfinder der vorliegenden Erfindung auf die Analyse durch Verwendung von Elektronenrückstreuungsbeugung (EBSD), mit der wie bei dem Röntgenbeugungsverfahren eine Kristallanalyse von metallischen Materialien vorgenommen werden kann. Wenn die Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern in einem Messbereich eines metallischen Materials mit der EBSD als ein Beispiel für die Kristallanalyse gemessen wurde, stellte sich heraus, dass ein Existenzanteil von Kristallkörnern, deren Kristallkorngrößen innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs in dem Messbereich liegen, eine gute korrelative Beziehung mit dem Ermüdungsgrad des metallischen Materials aufweist. Der Erfinder vervollständigte diese Erfindung basierend auf diesem Befund
Diese Erfindung befasst sich nämlich mit einem Ermüdungsschätzverfahren zum Schätzen des Ermüdungsgrades eines metallischen Materials, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:: Schätzen eines Ermüdungsabschnitts, in dem Ermüdung in einem Bereich des metallischen Materials auftritt, Erhalten einer Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern in einem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, der in dem Ermüdungsabschnitt festgelegt ist, basierend auf einer Kristallfehlorientierung in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, Erhalten einer Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die einen Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkorngröße innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, und Erhalten eines geschätzten Ermüdungsgrades des metallischen Materials, basierend auf zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, vor und nach der Ermüdung des metallischen Materials.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Ermüdungsschätzverfahren wird die Kristallkorngröße basierend auf der durch Verwendung der EBSD gemessenen Kristallfehlorientierung erhalten, um den geschätzten Ermüdungsgrad zu erhalten. Somit kann die Kristallkorngröße in einem kleineren Bereich als dem des Röntgenbeugungsverfahrens erhalten werden. Somit kann der Ermüdungsabschnitt-Messbereich präzise für den Ermüdungsabschnitt festgelegt werden, in dem sich Ermüdung entwickelt, um Messungen darin zu ermöglichen, und die Kristallkorngröße jedes der Kristallkörner in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden. Des Weiteren weisen die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die basierend auf der Kristallkorngröße erhalten wird, und deren Änderungsrate korrelative Beziehungen mit dem Ermüdungsgrad des metallischen Materials; daher kann der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials erhalten werden. Somit ist es gemäß dem zuvor beschriebenen Ermüdungsschätzverfahren möglich, den geschätzten Ermüdungsgrad zu erhalten, während eine hohe Genauigkeit in den Messergebnissen in dem Ermüdungsabschnitt sichergestellt wird, und die Schätzgenauigkeit des Ermüdungsgrads zu verbessern.
Ein anderer Abschnitt des metallischen Materials als der Ermüdungsabschnitt kann einen Zustand aufrechterhalten, bevor Ermüdung erzeugt wird. Somit kann eine Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts als ein Wert betrachtet werden, der nahe an einem Wert der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate liegt, bevor Ermüdung im Ermüdungsabschnitt auftritt. Somit kann das zuvor beschriebene Ermüdungsschätzverfahren des Weiteren die Schritte umfassen: Erhalten der Kristallkorngröße von jedem der Kristallkörner in einem Messbereich außerhalb des Ermüdungsabschnitts, der in einem Abschnitt des Bereichs des metallischen Materials festgelegt ist, der nicht der Ermüdungsabschnitt ist, basierend auf der Kristallfehlorientierung im Messbereich außerhalb des Ermüdungsabschnitts, und Erhalten einer Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts, die den Existenzanteil der bestimmten Kristallkörner im Messbereich außerhalb des Ermüdungsabschnitts angibt. Wenn der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials erhalten wird, kann die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten werden, basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts. In diesem Fall wird die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts erhalten; somit ist es möglich, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor und nach der Ermüdung des metallischen Materials zu erhalten, ohne vor der Ermüdung im Voraus ein metallisches Material vorzubereiten.
Bei dem zuvor beschriebenen Ermüdungsschätzverfahren kann der Ermüdungsabschnitt ein Abschnitt sein, in dem Rollermüdung auftritt, und ein Abstand von einer Rollkontaktfläche des metallischen Materials zu dem Ermüdungsabschnitt in einer Tiefenrichtung kann gleich oder größer als ein vorgegebener Wert sein. Der Abschnitt, der nicht der Ermüdungsabschnitt ist, kann ein Oberflächenabschnitt zwischen der Rollkontaktfläche des metallischen Materials und dem Ermüdungsabschnitt sein. Wenn die in dem metallischen Material erzeugte Ermüdung eine Rollermüdung ist, behält eine metallographische Struktur des Oberflächenabschnitts zwischen der Rollkontaktfläche und dem Ermüdungsabschnitt einen Zustand bei, bevor die Rollermüdung erzeugt wird. Wenn des Weiteren das metallische Material einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wird der Einfluss der Oberflächenbehandlung auf den Ermüdungsabschnitt auch auf den Oberflächenabschnitt übertragen. Somit ist die metallographische Struktur des Ermüdungsabschnitts vor der Ermüdung im Wesentlichen identisch mit der des Oberflächenabschnitts. Somit kann die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Oberflächenabschnitt als ein Wert betrachtet werden, der nahe an einem Wert der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate liegt, bevor sich Ermüdung im Ermüdungsabschnitt entwickelt. Somit ist es durch Verwendung der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Oberflächenabschnitt möglich, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate mit verbesserter Genauigkeit zu erhalten.
Bei dem zuvor beschriebenen Ermüdungsschätzverfahren kann der vorgegebene Zahlenbereich gleich oder kleiner als ein vorgegebener festgelegter Wert sein. In diesem Fall können die Kristallkörner, deren Kristallkorngrößen relativ klein sind und die proportional zu der Ermüdung zunehmen, in den bestimmten Kristallkörnern enthalten sein. Des Weiteren kann die Kristallkorngröße eine Kristallkornfläche sein, und der vorgegebene festgelegte Wert kann gleich oder größer als 0.1 µm² sein und kann gleich oder kleiner als 2.5 µm² sein. Wenn der festgelegte Wert kleiner als 0.1 µm² ist, kann die korrelative Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Ermüdungsgrad des metallischen Materials teilweise diskontinuierlich sein. Auch wenn der festgelegte Wert größer als 2.5 µm² ist, kann die korrelative Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Ermüdungsgrad des metallischen Materials teilweise diskontinuierlich sein. Wenn der vorgegebene festgelegte Wert gleich oder größer als 0.1 µm² ist und gleich oder kleiner als 2.5 µm² ist, kann sowohl die Korrelation zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis als auch die Korrelation zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis gute Beziehungen herstellen, und das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Das Ermüdungsschätzverfahren kann des Weiteren das Erstellen einer Datenbank enthalten, die eine Beziehung zwischen zumindest einer der Faktoren, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Ermüdungsgrad des metallischen Materials, angibt, und der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials kann durch Bezugnahme auf die Datenbank erhalten werden.
Diese Erfindung befasst sich auch mit einem Verfahren zum Erstellen einer Datenbank zur Ermüdungsschätzung eines metallischen Materials zur Verwendung in dem zuvor beschriebenen Ermüdungsschätzverfahren. Die Datenbank wird verwendet, wenn der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials erhalten wird, basierend auf zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate. Das Verfahren weist auf: Erhalten einer Mehrzahl von Teststücken, die unterschiedliche Ermüdungsgrade aufweisen und aus demselben Material wie das metallische Material ausgebildet sind, Schätzen eines Ermüdungsabschnitts, in dem Ermüdung in einem Bereich jedes der Teststücke auftritt, Messen einer Verteilung von Fehlorientierungen in einem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, der in dem Ermüdungsabschnitt festgelegt ist, in Bezug auf jedes der Teststücke, Erhalten einer Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, basierend auf der Verteilung von Fehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, in Bezug auf jedes der Teststücke, Erhalten einer Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die einen Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkorngröße innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, in Bezug auf jedes der Teststücke, und Erstellen der Datenbank zur Ermüdungsschätzung durch Verknüpfen des Ermüdungsgrades jedes der Teststücke mit zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Teststücke und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Teststücke.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren ist es möglich, die Datenbank zur Verwendung bei der Ermüdungsschätzung zu erhalten, was die Genauigkeit, mit der der Ermüdungsgrad geschätzt wird, weiter verbessern kann.
Gemäß dieser Erfindung kann die Schätzgenauigkeit des Ermüdungsgrades des metallischen Materials weiter verbessert werden.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. In den Zeichnungen:

1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Schätzen des Ermüdungsgrades eines metallischen Materials gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
2 ist eine Ansicht, die zur Beschreibung eines Prozesses von Schritt S1 bis Schritt S3 in 1 nützlich ist;
3 ist eine Ansicht, die einen Teil einer Karte zeigt, welche die Verteilung von Kristallfehlorientierungen in einem Messbereich eines Ermüdungsabschnitts darstellt;
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Zuordnungstabelle zeigt, in der Werte (Klassen) der Kristallkornfläche den Existenzanteilen (relativen Häufigkeiten) zugeordnet sind;
5A ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche vor der Ermüdung und der relativen Häufigkeit (Existenzanteil) zeigt;
5B ist eine vergrößerte Ansicht von 5A, in der Werte der Kristallkornfläche in einem Bereich von 0 bis 1.0 µm² liegen;
5C ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche in dem Ermüdungsabschnitt und der relativen Häufigkeit (Existenzanteil) zeigt;
5D ist eine vergrößerte Ansicht von 5C, in der Werte der Kristallkornfläche in einem Bereich von 0 bis 1.0 µm² liegen;
6 ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank in Form eines Graphen zeigt;
7 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Rechenvorrichtung zum Erhalten des geschätzten Ermüdungsgrades zeigt;
8 ist eine Ansicht, die ein Histogramm zeigt, das erhalten wird, wenn die in 6 gezeigte Ermüdungsdatenbank erstellt wird, und gibt die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche (Klasse) in einem Messbereich eines anderen Abschnitts als dem Ermüdungsabschnitt und dem Existenzanteil (relative Häufigkeit) an;
9 ist ein Graph, der beim Erstellen der in 6 gezeigten Ermüdungsdatenbank erhalten wird, und gibt die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis an;
10A ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn ein festgelegter Wert in einem Bereich von 0.05 bis 0.50 µm² festgelegt ist;
10B ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.60 bis 1.20 µm² festgelegt ist;
10C ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 1.50 bis 5.00 µm² festgelegt ist;
11A ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.50 bis 0.50 µm² festgelegt ist; und
11B ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.60 bis 1.20 µm² festgelegt ist; und
11C ist eine Ansicht, die eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 1.50 bis 5.00 µm² festgelegt ist.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Als nächstes wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Über die Ermüdungsschätzung von metallischem Material
1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Schätzen des Ermüdungsgrades eines metallischen Materials gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Bei diesem Verfahren wird zunächst als ein Vorbereitungsschritt, wenn der Ermüdungsgrad geschätzt wird, eine Probenvorbereitung für ein metallisches Material als eine Probe durchgeführt, von welcher der Ermüdungsgrad geschätzt werden soll (Schritt S1). Dann wird durch Verwendung des auf diese Weise vorbereiteten metallischen Materials ein Abschnitt (Ermüdungsabschnitt) geschätzt, in dem sich Ermüdung in einem Bereich des metallischen Materials entwickelt (Schritt S2). Dann wird ein Messbereich in den geschätzten Ermüdungsabschnitt festgelegt, und die Messung der Kristallfehlorientierungen durch Verwendung der EBSD (Elektronenrückstreuungsbeugung) wird an dem Messbereich durchgeführt (Schritt S3). Dann werden jeweilige Kristallkorngrößen einer Mehrzahl von Kristallkörnern in dem Messbereich erhalten, basierend auf dem Messergebnis der Kristallfehlorientierungen (Schritt S4). In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kristallkornfläche als die Kristallkorngröße jedes der Kristallkörner erhalten. Dann wird basierend auf den in Schritt S4 erhaltenen Kristallkornflächen die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten, die den Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkornflächen innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs in dem Messbereich liegen (Schritt S5). Dann wird die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Ermüdungsabschnitt basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten, die in Schritt S5 erhalten wurde, und der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials wird basierend auf der Änderungsrate erhalten (Schritt S6).
In Bezug auf 2 wird der Prozess von Schritt S1 bis Schritt S3 in 1 beschrieben. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem ein Innenring eines Kegelrollenlagers als das metallische Material verwendet wird, dessen Ermüdungsgrad geschätzt werden soll. In 2 wird in dem Schritt (Schritt S1 in 1) der Vorbereitung einer Probe eine Messprobe 6 erhalten, indem ein Innenring 2 eines Kegelrollenlagers 1 mit einem Hochgeschwindigkeitsschneider oder dergleichen geschnitten wird und der Innenring 2 in der Form eines geschnittenen Stückes aus Harz 4 eingebettet wird. Der Innenring 2 ist in einem Zustand in das Harz 4 eingebettet, in dem ein Bereich 2a von einer Beobachtungsfläche 6a der Messprobe 6 freiliegend ist. Die Beobachtungsfläche 6a, zu welcher der Bereich 2a freiliegend ist, ist hochglanzpoliert, so dass der Bereich 2a hochglanzpoliert ist. Der Innenring 2 wird zum Beispiel durch Verwendung eines legierten Stahls für Maschinenbauzwecke oder aus Kohlenstoffstahl für Maschinenbauzwecke ausgebildet, und wird anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen.
Dann wird in 2 in dem Schritt (Schritt S2 in 1) zum Schätzen des Ermüdungsabschnitts der hochglanzpolierte Bereich 2a des Innenrings 2 mit einer gegebenen Ätzflüssigkeit geätzt, wobei eine metallographische Struktur des Bereichs 2a mit einem metallografischen Mikroskop oder dergleichen beobachtet wird, und der Ermüdungsabschnitt wird aus dem Beobachtungsergebnis der metallografischen Struktur geschätzt. 2 zeigt schematisch die metallographische Struktur des Bereichs 2a des Innenrings 2 des Kegelrollenlagers, die auf der Beobachtungsfläche 6a beobachtet wird. In der schematischen Ansicht der metallographischen Struktur in 2 sind das Harz 4 und der Bereich 2a des in das Harz 4 eingebetteten Innenrings 2 gezeigt.
Zum Beispiel gibt es in der auf diese Weise beobachteten metallografischen Struktur einen Kontrastunterschied zwischen einem Bereich des Ermüdungsabschnitts und einem anderen Bereich als dem Ermüdungsabschnitt. Das Vorhandensein des Ermüdungsabschnitts und seiner Position kann aus dem Kontrastunterschied geschätzt werden. In dem Ermüdungsabschnitt ist vermutlich die Größe der Kristallkörner im Vergleich zu dem anderen Bereich als dem Ermüdungsabschnitt signifikant reduziert. In einem Lagerring eines Rollenlagers entwickelt sich eine Rollermüdung in einem Bereich in der Nähe einer Laufbahnfläche (Rollkontaktfläche), auf der ein Wälzkörper läuft. In der schematischen Ansicht der metallographischen Struktur in 2 erscheint in dem Innenring 2 ein Bereich eines Ermüdungsabschnitts in einem Bereich innerhalb einer Laufbahnfläche 2b. Im Allgemeinen erscheint der Bereich des Ermüdungsabschnitts in einem Bereich von 50 µm bis 200 µm Tiefe, gemessen von der Oberfläche der Laufbahnfläche 2b. In einem Oberflächenabschnitt, der sich zwischen der Laufbahnfläche 2b und dem Ermüdungsabschnitt befindet, und einem tiefen Abschnitt, der sich auf der Innenseite des Ermüdungsabschnitts befindet, ist die Größe der Kristallkörner nicht wesentlich wie in dem Ermüdungsabschnitt reduziert, und es wird kein Anzeichen von Ermüdung beobachtet.
Somit wird durch Beobachten der metallographischen Struktur der Ermüdungsabschnitt als ein Abschnitt geschätzt, in dem sich Ermüdung im Vergleich zu seiner Umgebung entwickelt, und Positionsinformationen usw. des Ermüdungsabschnitts, einschließlich eines Abstands von der Laufbahnfläche 2b zu dem Ermüdungsabschnitt, und die Tiefe, Breite usw. des Ermüdungsabschnitts werden erhalten. Wenn jedoch das Rollenlager unter stabilen Bedingungen verwendet wird, bei denen eine aufgebrachte Last im Voraus bekannt ist, können die Tiefe und Position des Ermüdungsabschnitts durch Berechnung geschätzt werden.
Dann wird in 2 im Schritt des Messens der Kristallfehlorientierungen (Schritt S3 in 2) die Messprobe 6, deren metallographische Struktur beobachtet wurde, erneut hochglanzpoliert, und die hochglanzpolierte Messprobe 6 wird zur Messung von Kristallfehlorientierungen durch die EBSD in ein Rasterelektronenmikroskop (REM) gesetzt. Die Kristallfehlorientierung ist ein relativer Unterschied in der kristallographischen Orientierung zwischen benachbarten Kristallkörnern und wird zum Beispiel durch einen KAM-Wert (Kernel Average Misorientation) oder einen LOS-Wert (Local Orientation Spread) dargestellt. Zur Messung von Kristallfehlorientierungen wird zunächst ein Messbereich festgelegt. Wenn die Kristallfehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt gemessen werden, wird ein Messbereich A1 (siehe die schematische Ansicht der metallographischen Struktur in 2) in einem Bereich des Ermüdungsabschnitts festgelegt. Durch die EBSD werden Kristallfehlorientierungen in dem Messbereich A1 gemessen. Der Messbereich A1 (Ermüdungsabschnitt-Messbereich) ist ein Bereich, in dem die Kristallfehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt gemessen werden, und wird als ein Bereich festgelegt, in dem die Kristallkornflächen der Kristallkörner in dem Ermüdungsabschnitt erhalten werden sollen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu der Messung der Kristallfehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt auch die Messung von Kristallfehlorientierungen in dem Oberflächenabschnitt durchgeführt. Die Kristallfehlorientierungen werden in dem Oberflächenabschnitt auf die gleiche Weise gemessen wie die der Messung der Kristallfehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt. Insbesondere wird ein Messbereich A2 (siehe die schematische Ansicht der metallographischen Struktur in 2) in einem Bereich des Oberflächenabschnitts festgelegt, und die Kristallfehlorientierungen werden in dem Messbereich A2 gemessen. Der Messbereich A2 (Messbereich außerhalb des Ermüdungsabschnitts) ist ein Bereich, in dem die Kristallfehlorientierungen in einem anderen Bereich als dem Ermüdungsabschnitt gemessen werden, und wird als ein Bereich festgelegt, in dem die Kristallkornflächen der Kristallkörner in dem anderen Bereich als dem Ermüdungsabschnitt erhalten werden sollen. Jeder der Messbereiche A1, A2 wird auf die Form eines Quadrats festgelegt, von dem eine Seite zum Beispiel 30 µm beträgt.
Dann werden, wie in Schritt S4 von 1 gezeigt, jeweilige Kristallkornflächen einer Mehrzahl von Kristallkörnern basierend auf dem Ergebnis der Messung der Kristallfehlorientierungen erhalten. Die Verteilung der Kristallfehlorientierungen in dem Messbereich kann aus den Messergebnissen der Kristallfehlorientierungen in dem Messbereich erhalten werden. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Fehlorientierung 15 Grad oder mehr beträgt, wird diese als eine Kristallkorngrenze definiert. Somit kann die Verteilung von Kristallfehlorientierungen in dem Messbereich in zwei Ebenen unterteilt werden, d.h. Bereiche, in denen die Fehlorientierung gleich oder größer als 15 Grad ist, und Bereiche, in denen die Fehlorientierung kleiner als 15 Grad ist, und die Verteilung von Fehlorientierungen, die so in zwei Ebenen unterteilt sind, kann durch eine Karte dargestellt werden.
3 zeigt einen Teil der Karte, der die Verteilung der Kristallfehlorientierungen in dem Messbereich A1 darstellt. In 3 werden Messpunktbereiche P, in denen die Fehlorientierung 15 Grad oder größer ist, durch Schwarz (mit Farbe) angegeben, und Messpunktbereiche P, in denen die Fehlorientierung kleiner als 15 Grad ist, werden durch Weiß (ohne Farbe) angegeben. Wie in 3 gezeigt, erscheint ein Bereich, in dem die Fehlorientierung 15 Grad oder größer ist, als ein linearer Abschnitt B. Der lineare Abschnitt B erscheint in Form eines Netzwerks. In diesem Ausführungsbeispiel ist der lineare Abschnitt B als eine Kristallgrenze in dem Messbereich A1 definiert, und ein Bereich G, der von dem linearen Abschnitt B umgeben ist, entspricht einem Kristallkorn, während die Fläche jedes Bereichs G in dem Messbereich A1 als eine Kristallkornfläche erhalten wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Fläche jedes Bereichs G in dem Messbereich A2 auch als eine Kristallkornfläche erhalten, wie die Kristallkornfläche in dem Messbereich A1. Die Fläche (Kristallkornfläche) jedes Bereichs G in dem Messereich A1 (A2) kann erhalten werden, indem zum Beispiel eine Bildverarbeitung an einem Bild durchgeführt wird, das die Verteilung von Fehlorientierungen in dem Messbereich A1 (A2) darstellt.
Dann wird, wie in Schritt S5 von 1 angegeben, die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Messbereich A1 erhalten. Um die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate zu erhalten, wird die Kristallkornfläche jedes Kristallkorns (Bereich G in 3) in dem Messbereich A1 als einer von festen Zahlenbereichen klassifiziert, und eine Häufigkeitsverteilung wird erhalten, in der die Klasse einen Wert der auf diese Weise klassifizierten Kristallkornfläche bezeichnet, und die Häufigkeit bezeichnet die Anzahl der Kristallkörner in jeder Klasse. Wenn die Kristallkornfläche durch die Häufigkeitsverteilung dargestellt wird, gibt die relative Häufigkeit das Verhältnis der Anzahl von Kristallkörnern, die in jeder Klasse enthalten sind (Wert jeder Kristallkornfläche), zu der Anzahl aller Kristallkörner an, die in dem Messbereich A1 enthalten sind. Die relative Häufigkeit gibt nämlich den Existenzanteil der Kristallkörner entsprechend jeder Klasse in dem Messbereich A1 an.
4 zeigt ein Beispiel einer Zuordnungstabelle, die Werte (Klassen) der Kristallkornfläche den Existenzanteilen (relativen Häufigkeiten) zuordnet. In 4 enthält die Zuordnungstabelle eine Häufigkeitsverteilung in dem Messbereich A1 des Ermüdungsabschnitts und eine Häufigkeitsverteilung in dem Messbereich A2 des Oberflächenabschnitts. Jede Klasse wird auf eine voreingestellte Zahlenbreite festgelegt (z.B. 0.050 µm² als eine Zahlenbreite). In 4 wird die Klasse von 0.025 µm² als ein Wert der Kristallkornfläche auf einen Zahlenbereich festgelegt, der größer als 0.000 µm² ist und gleich oder kleiner als 0.050 µm² ist. Ähnlich wird die Klasse von 0.075 µm² als ein Wert der Kristallkornfläche auf einen Zahlenbereich festgelegt, der größer als 0.050 µm² ist und gleich oder kleiner als 0.100 µm² ist. Jedes Kristallkorn in dem Messbereich A1 (A2) wird gemäß dem Wert der Kristallkornfläche klassifiziert, um einer der Klassen zugeordnet zu sein, und wird als eine Häufigkeit gezählt.
Die 5A bis 5D zeigen ein Beispiel von Histogrammen, die basierend auf der Zuordnungstabelle aufgezeichnet wurden. 5A ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche vor der Ermüdung und der relativen Häufigkeit (Existenzanteil) angibt, und 5B ist eine Ansicht, die durch Vergrößern eines Bereichs des Wertes der Kristallkornfläche von 0 auf 1.0 µm² in 5A erhalten wird, während 5C eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche in dem Ermüdungsabschnitt und der relative Häufigkeit (Existenzanteil) zeigt, und 5D ist eine Ansicht, die durch Vergrößern eines Bereichs des Wertes der Kristallkornfläche von 0 auf 1.0 µm² in 5C erhalten wird. 5A und 5B zeigen Werte, die durch Verwendung des nicht verwendeten Innenrings 2 erhalten werden, und 5C und 5D zeigen Werte, die durch Verwendung des Innenrings 2 erhalten werden, dessen Berechnungslebensdauerverhältnis in einem Haltbarkeitstest 17 erhalten wird.
Wie in 5A und 5B gezeigt, ist der Existenzanteil der Kristallkörner des Innenrings 2 vor der Ermüdung relativ geringfügig groß, wenn die Kristallkornfläche in einem Bereich gleich oder kleiner 0.2 µm² liegt, breitet sich aber so weit aus, dass keine große Verzerrung beobachtet wird, wenn sie in einem Bereich gleich oder kleiner als 25 µm² betrachtet wird. Dagegen nimmt der Existenzanteil der Kristallkörner des Innenrings 2 nach der Ermüdung, wie in 5C und 5D gezeigt, signifikant große Werte an, wenn die Kristallkornfläche in dem Bereich gleich oder kleiner als 0.2 µm² liegt. Aus diesen Graphen geht hervor, dass es eine Korrelation zwischen dem Existenzanteil bestimmter Kristallkörner, deren Kristallkornflächen innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegen, und dem Ermüdungsgrad gibt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der geschätzte Ermüdungsgrad erhalten, indem die Korrelation zwischen dem Existenzanteil der bestimmten Kristallkörner und dem Ermüdungsgrad verwendet wird.
Die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Messbereich A1 wird basierend auf der in 4 gezeigten Zuordnungstabelle erhalten. Die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate ist der Anteil der bestimmten Kristallkörner, deren Kristallkornflächen innerhalb des vorgegebenen Zahlenbereichs liegen, der in dem Messbereich A1 vorhanden ist. Mit anderen Worten ist die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate das Verhältnis der Anzahl der bestimmten Kristallkörner zu der Anzahl aller Kristallkörner, die in dem Messbereich A1 enthalten sind. Wenn zum Beispiel der vorgegebene Zahlenbereich der Kristallkornfläche, der zur Bestimmung der bestimmten Kristallkörner verwendet wird, größer als 0.0 µm² und gleich oder kleiner als 0.2 µm² festgelegt ist, werden Kristallkörner entsprechend den Klassen, in denen die Kristallkornfläche gleich oder kleiner als 0.2 µm² sind, als bestimmte Kristallkörner bestimmt. Somit wird die Summe der Existenzanteile in den jeweiligen Klassen erhalten, in denen die Kristallkornfläche gleich oder kleiner als 0.2 µm² ist. Die Summe ist der Existenzanteil der bestimmten Kristallkörner in dem Messbereich A1 und ist die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Messbereich A1.
Wenn zum Beispiel die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Fall, in dem der vorgegebene Zahlenbereich größer als 0 µm² ist und gleich oder kleiner als 0.2 µm² ist, basierend auf der in 4 gezeigten Zuordnungstabelle erhalten wird, wird die Summe der Existenzanteile erhalten, die fünf Klassen von 0.025 µm², 0.075 µm², 0.125 µm² und 0.175 µm² entsprechen, die von einem Rahmen H in der Spalte von „Ermüdungsabschnitt“ in 4 umgeben sind. In diesem Fall beträgt die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate 0.6521.
In diesem Ausführungsbeispiel wird auch die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts erhalten, die den Existenzanteil der bestimmten Kristallkörner in dem Messbereich A2 angibt. Wie die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate wird die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts durch ein ähnliches Verfahren mittels Verwendung der in 4 gezeigten Zuordnungstabelle erhalten. Auf die zuvor beschriebene Weise wird in Schritt S5 von 1 die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem Messbereich A1 erhalten, und die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts wird in dem Messbereich A2 erhalten.
Dann wird, wie in Schritt S6 von 1 gezeigt, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten, und der Ermüdungsgrad des Innenrings 2 wird basierend auf der Änderungsrate erhalten. Die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate wird basierend auf der folgenden Gleichung erhalten.
Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate = ((Ermüdungsabschnitt-Existenzrate) - (Anfangswert)) / (Anfangswert)
In der obigen Gleichung ist der Anfangswert die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor der Ermüdung des Ermüdungsabschnitts. Der Anfangswert kann erhalten werden, indem die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate im Voraus durch Verwendung eines Innenrings 2 gemessen wird, der im Voraus der Verwendung geschnitten wurde, der genau dem gleichen Herstellungsprozess unterzogen wurde wie der Innenring 2, dessen Ermüdungsgrad geschätzt werden soll. Es ist jedoch schwierig, den Anfangswert des Innenrings 2 als ein vom Markt genommenes Produkt zu erhalten. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts anstelle des Anfangswertes verwendet. Wie zuvor beschrieben, entwickelt sich in dem Lagerring des Wälzlagers eine Rollermüdung in einem Bereich in der Nähe der Laufbahnfläche, auf welcher der Wälzkörper läuft, und ein Anzeichen von Ermüdung ist in dem Oberflächenabschnitt nicht deutlich zu sehen. Somit kann die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts als im Wesentlichen derselbe Wert wie die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor der Ermüdung angesehen werden. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten, durch Verwendung der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts anstelle des Anfangswertes. Somit kann der Anfangswert erhalten werden, selbst wenn das Produkt vom Markt genommen ist, und die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Als nächstes wird der geschätzte Ermüdungsgrad des Innenrings 2 basierend auf der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten. Der geschätzte Ermüdungsgrad des Innenrings 2 wird bezugnehmend auf eine im Voraus erstellte Ermüdungsdatenbank (Datenbank zur Verwendung bei der Ermüdungsschätzung) erhalten.
6 zeigt die Ermüdungsdatenbank in Form eines Graphen. Die Ermüdungsdatenbank 22 besteht aus Daten (Zahlenwerte oder mathematischen Ausdrücke), welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Ermüdungsgrad des Innenrings 2 angeben. Ein Verfahren zum Erstellen der Ermüdungsdatenbank 22 wird später beschrieben.
Die in 6 gezeigte Ermüdungsdatenbank 22 gibt die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Ermüdungsgrad an, wenn der Zahlenbereich der Kristallkornfläche, der die bestimmten Kristallkörner bestimmt, gleich oder kleiner als 0.2 µm² ist. Die Ermüdungsdatenbank 22 verwendet das Berechnungslebensdauerverhältnis als den Ermüdungsgrad. Das Berechnungslebensdauerverhältnis ist der Anteil zu der nominelle Lebensdauer L10 des Kegelrollenlagers 1. Die nominelle Lebensdauer L10 ist die Lebensdauer, wenn die Zuverlässigkeit unter normalen Verwendungsbedingungen 90% beträgt. Die hier erwähnte Lebensdauer bezeichnet die Gesamtzahl der Umdrehungen eines Lagerrings relativ zu dem anderen Lagerring, bis das erste Anzeichen einer Ermüdung eines Materials in einem der Lagerringe und dem Wälzkörper des Lagers auftritt. Die Zuverlässigkeit gibt das Verhältnis der Anzahl der Lager, die eine bestimmte Lebensdauer erreichen oder die voraussichtlich die Lebensdauer überschreiten, wenn ein Satz derselben Lager unter denselben Bedingungen angetrieben wird, zu der Gesamtzahl der Lager an. Die Lebensdauer bezeichnet einen vorhergesagten Wert der Lebensdauer basierend auf einer grundlegenden dynamischen radialen Belastbarkeit oder einer grundlegenden dynamischen axialen Belastbarkeit.
Wie durch die Ermüdungsdatenbank 22 in 6 angegeben, korreliert die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate mit dem Berechnungslebensdauerverhältnis (Ermüdungsgrad). Insbesondere hat die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate eine allgemein lineare Beziehung zu dem Berechnungslebensdauerverhältnis. Die Ermüdungsdatenbank 22 ist in einer Rechenvorrichtung gespeichert, um den geschätzten Ermüdungsgrad zu erhalten. 7 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel der Rechenvorrichtung zum Erhalten des geschätzten Ermüdungsgrades zeigt. Die Rechenvorrichtung 10 besteht aus einem Computer oder dergleichen, der einen Prozessor 12, der aus einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) usw. besteht, eine Speichereinheit 14, die aus einer Festplatte, einem Speicher usw. besteht, und eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 16 aufweist. Die Speichereinheit 14 speichert Programme, die für den Betrieb der Rechenvorrichtung 10, verschiedene Arten von Daten und so weiter benötigt werden. Die Funktionen, welche die Rechenvorrichtung 10 besitzt, werden implementiert, wenn der Prozessor 12 die Programme ausführt, die in der Speichereinheit 14 gespeichert sind. Der Prozessor 12 kann die Funktionen, welche die Rechenvorrichtung 10 besitzt, implementieren, indem er die Programme liest, die auf einem oder mehreren computerlesbaren Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet sind.
Mit der Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 16 sind eine Eingabevorrichtung 18, die aus einer Tastatur, einer Maus usw. besteht, und eine Ausgabevorrichtung 20 verbunden, die aus einer Anzeige, einem Drucker usw. besteht. Die Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 16 gibt verschiedene Arten von Informationen mittels der Eingabevorrichtung 18 und der Ausgabevorrichtung 20 ein und aus.
Wie in 7 gezeigt, ist die Ermüdungsdatenbank 22 in der Speichereinheit 14 gespeichert. Wenn die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate der Rechenvorrichtung 10 über die Eingabevorrichtung 18 gegeben wird, erhält der Prozessor 12 das Berechnungslebensdauerverhältnis, das der gegebenen Änderungsrate entspricht, in Bezug auf die Ermüdungsdatenbank 22.
Wenn zum Beispiel der Rechenvorrichtung 10 ein Wert 2.4 als Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate gegeben wird, erhält der Prozessor 12 das Berechnungslebensdauerverhältnis in dem Fall, in dem der Wert der Änderungsrate 2.4 ist, in Bezug auf die Ermüdungsdatenbank 22 (6). Der Prozessor 12 spezifiziert den Punkt M, an dem der Wert der Änderungsrate in 6 in einem Graph L 2.4 beträgt, und erhält das Berechnungslebensdauerverhältnis, das dem Punkt M entspricht, als den geschätzten Ermüdungsgrad. Im Fall von 6 beträgt das Berechnungslebensdauerverhältnis, das dem Wert 2.4 der Änderungsrate entspricht, ungefähr 17. Somit gibt der Prozessor 12 über die Ausgabevorrichtung 20 Informationen aus, dass das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis als der geschätzter Ermüdungsgrad des Innenrings 2 17 beträgt.
Somit werden in diesem Ausführungsbeispiel die Kristallkornflächen durch Verwendung der von der EBSD gemessenen Kristallfehlorientierungen erhalten, um den geschätzten Ermüdungsgrad zu erhalten, wodurch Messungen in einem kleineren Bereich als dem des Röntgenbeugungsverfahrens ermöglicht werden. Somit kann der Messbereich A1 präzise für den Ermüdungsabschnitt festgelegt werden, in dem sich Ermüdung entwickelt, um Messungen darin zuzulassen, und die Kristallkornfläche jedes Kristallkorns in dem Messbereich A1 kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden. Des Weiteren haben die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und seine Änderungsrate, die basierend auf den Kristallkornflächen erhalten werden, korrelative Beziehungen mit dem Berechnungslebensdauerverhältnis (Ermüdungsgrad) des Kegelrollenlagers 1, das aus einem metallischen Material hergestellt ist, und das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis kann somit erhalten werden. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den geschätzten Ermüdungsgrad zu erhalten, während eine hohe Genauigkeit in den Messergebnissen in dem Ermüdungsabschnitt sichergestellt wird, und die Genauigkeit beim Schätzen des Ermüdungsgrads zu verbessern.
In diesem Ausführungseispiel wird auch der geschätzte Ermüdungsgrad durch Verwendung der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten; daher kann ein Einfluss aufgrund eines Unterschieds im Anfangswert der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor der Ermüdung reduziert werden, und die Schätzgenauigkeit kann weiter verbessert werden. Es wird auch die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten, basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in dem im Ermüdungsabschnitt festgelegten Messbereich A1, und der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Messbereich A2, der als ein anderer Bereich als der Ermüdungsabschnitt festgelegt ist. Dies ermöglicht es, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor und nach der Ermüdung des Kegelrollenlagers 1 zu erhalten, ohne das Kegelrollenlager 1 vor der Ermüdung im Voraus vorzubereiten. Somit ist es möglich, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate zu erhalten, selbst in Bezug auf ein vom Markt zurückgewonnenes Produkt.
Des Weiteren hat der Oberflächenabschnitt, in dem der Messbereich A2 in diesem Ausführungsbeispiel festgelegt ist, im Wesentlichen die gleiche metallographische Struktur wie der Ermüdungsabschnitt vor der Ermüdung, und die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Oberflächenabschnitt kann als ein Wert betrachtet werden, der nahe an einem Wert der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate liegt, der gemessen wird, bevor sich Ermüdung in dem Ermüdungsabschnitt entwickelt. Somit ist es möglich, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate mit verbesserter Genauigkeit zu erhalten, indem die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Oberflächenabschnitt verwendet wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis erhalten, indem die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate (Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts) von einem Messbereich A1 (A2) erhalten wird. Es können jedoch zwei oder mehr Berechnungslebensdauerverhältnisse aus zwei oder mehr Messbereichen A1 (A2) erhalten werden, und das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis kann aus dem Durchschnitt der erhaltenen Lebensdauerverhältnisse erhalten werden.
Über die Erstellung einer Ermüdungsdatenbank
Als nächstes wird das Verfahren zum Erstellen der Ermüdungsdatenbank 22 beschrieben. Um die Ermüdungsdatenbank 22 zu erstellen, werden zunächst eine Mehrzahl von Kegelrollenlager 1 vorbereitet, und ein Haltbarkeitstest wird an den Kegelrollenlagern 1 durch Verwendung einer Haltbarkeitstestmaschine durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Haltbarkeitstest so durchgeführt, dass sich die Berechnungslebensdauerverhältnisse der jeweiligen Kegelrollenlager 1 zum Beispiel über einen Bereich von etwa 0 bis 17 verteilen. Somit können die Kegelrollenlager 1 mit unterschiedlichen Berechnungslebensdauerverhältnissen (Ermüdungsgrade) erhalten werden.
Dann werden die Schritte S1 bis S6 von 1 an jedem der Innenringe 2 der Kegelrollenlager 1 durchgeführt, die unterschiedliche Berechnungslebensdauerverhältnisse aufweisen. Infolgedessen können die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts und die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in Bezug auf jeden der Innenringe 2 erhalten werden.
Während der Ausführung jedes Schritts kann die in 4 gezeigte Zuordnungstabelle in Bezug auf jeden der Innenringe 2 erhalten werden. Wenn somit die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in Bezug auf jeden der Innenringe 2 erhalten werden, kann der Zahlenbereich der Kristallkornfläche zum Bestimmen der bestimmten Kristallkörner willkürlich festgelegt werden. Infolgedessen können die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts und die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in Bezug auf die bestimmten Kristallkörner erhalten werden, die durch den willkürlich festgelegten Zahlenbereich der Kristallkornfläche bestimmt werden.
Dann ist das Berechnungslebensdauerverhältnis jedes der Kegelrollenlager 1 mit der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Innenringe 2 der Kegelrollenlager 1 verknüpft, so dass die Ermüdungsdatenbank 22 erhalten werden kann. Wenn zum Beispiel der Zahlenbereich der Kristallkornfläche zum Bestimmen der bestimmten Kristallkörner gleich oder kleiner als 0.2 µm² festgelegt ist, wird die Ermüdungsdatenbank 22 erhalten, wie in 6 gezeigt. Bei der Ermüdungsdatenbank 22 kann es sich um numerische Daten handeln, die erhalten werden, indem das Berechnungslebensdauerverhältnis jedes der Kegelrollenlager 1 mit der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Innenringe 2 der Kegelrollenlager 1 verknüpft wird, oder um einen ungefähren Ausdruck, der basierend auf den numerischen Daten erhalten werden kann.
8 zeigt ein Histogramm, das erhalten wird, wenn die in 6 gezeigte Ermüdungsdatenbank 22 erstellt wird, und zeigt die Beziehung zwischen der Kristallkornfläche (Klasse) in dem Messbereich A2 und dem Existenzanteil (relative Häufigkeit). 8 zeigt Graphen, die vier verschiedene Berechnungslebensdauerverhältnisse darstellen. Wie in 8 gezeigt, ist in allen Fällen, in denen das Berechnungslebensdauerverhältnis 0.0 (vor Ermüdung), 2.3, 10.0 und 17.0 beträgt, keine signifikante Änderung in der Verteilung des Existenzanteils gegenüber jeder Kristallkornfläche zu sehen. Es ist nämlich fast keine Änderung in der Verteilung des Existenzanteils in dem Messbereich A2 zu sehen, selbst wenn das Berechnungslebensdauerverhältnis zunimmt, das den Ermüdungsgrad darstellt. Der Innenring 2 weist eine gewisse Spannung auf, die von dem Abschrecken oder dergleichen resultiert, das in einer Herstellungsphase durchgeführt wird. 8 zeigt, dass selbst wenn der Innenring 2 verwendet wird, die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts fast den Anfangswert vor der Ermüdung beibehält. 8 bestätigt nämlich, dass die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts als im Wesentlichen der gleiche Wert wie die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate vor der Ermüdung angesehen werden kann.
Wie die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate kann auch die Ermüdungsrate-Existenzrate mit dem Berechnungslebensdauerverhältnis jedes der Kegelrollenlager verknüpft werden. 9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wobei diese Beziehung erhalten wird, wenn die in 6 gezeigte Ermüdungsdatenbank 22 erstellt wird. Wie in 9 gezeigt, hat die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate wie die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate eine korrelative Beziehung zum Berechnungslebensdauerverhältnis (Ermüdungsgrad). Somit kann die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis als die Ermüdungsdatenbank erhalten werden, und das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis kann durch Verwendung der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten werden.
Über den Zahlenbereich der Kristallkornfläche zur Bestimmung bestimmter Kristallkörner
In diesem Ausführungsbeispiel können die untere Grenze und die obere Grenze des Zahlenbereichs (vorgegebener Zahlenbereich) der Kristallkornfläche, der die bestimmten Kristallkörner bestimmt, willkürlich festgelegt werden, es sei jedoch angemerkt, dass Kristallkörner mit relativ kleinen Kristallkornflächen proportional zur Ermüdung zunehmen, wie in 5A bis 5D gezeigt. Somit kann der Zahlenbereich der Kristallkornfläche, der die bestimmten Kristallkörner bestimmt, so festgelegt werden, dass er gleich oder kleiner als ein vorgegebener festgelegter Wert ist. Die untere Grenze des Zahlenbereichs kann nämlich auf 0.0 µm² festgelegt werden, und die obere Grenze kann auf den festgelegten Wert festgelegt werden. Somit können Kristallkörner mit relativ kleinen Kristallkornflächen, die proportional zur Ermüdung zunehmen, in den bestimmten Kristallkörnern enthalten sein.
Der festgelegte Wert wird beschrieben. 10A zeigt eine Ermüdungsdatenbank, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis zeigt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.05 bis 0.50 µm² festgelegt ist, und 10B zeigt eine Ermüdungsdatenbank, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis zeigt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.60 bis 1.20 µm² festgelegt ist, während 10C eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis zeigt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 1.50 bis 5.00 µm² festgelegt ist.
Die Ermüdungsdatenbanken von 10A bis 10C werden durch das gleiche Verfahren wie das zuvor beschriebene Verfahren zum Erstellen der Ermüdungsdatenbank erhalten und werden durch Verwendung der Innenringe 2 der Kegelrollenlager 1 erhalten. Außerdem werden die Ermüdungsdatenbanken erstellt, indem die Änderungsraten entsprechend den Berechnungslebensdauerverhältnissen 0, 2.3, 10 und 17 aufgezeichnet werden.
Wie in 10A gezeigt, nimmt die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate fast monoton relativ zu dem Berechnungslebensdauerverhältnis zu, wenn der festgelegte Wert einer von 0.10 bis 0.50 µm² ist, woraus folgt, dass es eine gute korrelative Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis gibt. Wenn dagegen der festgelegte Wert 0.05 µm² beträgt, ist die Steigung eines Abschnitts zwischen einem Punkt, an dem das Berechnungslebensdauerverhältnis 10 beträgt, und einem Punkt, an dem es 17 beträgt, signifikant größer als die der anderen Abschnitte, und die korrelative Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsanteil-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis ist teilweise diskontinuierlich. Wenn der festgelegte Wert 0.05 µm² beträgt, kann somit die Genauigkeit des geschätzten Berechnungslebensdauerverhältnisses reduziert werden.
Wie in 10B und 10C gezeigt, nimmt die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate fast monoton relativ zu dem Berechnungslebensdauerverhältnis zu, wenn der festgelegte Wert einer von 0.60 bis 5.00 µm² ist, woraus folgt, dass es eine gute korrelative Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis gibt. Wenn somit das Berechnungslebensdauerverhältnis des Innenrings 2 basierend auf der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten wird, ist der festgelegte Wert vorzugsweise gleich oder größer als 0.10 µm².
Als nächstes wird der festgelegte Wert beschrieben, der verwendet wird, wenn die Ermüdungsdatenbank die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis darstellt, wobei die gleichen Daten verwendet werden, wie die Daten, die zum Erstellen der in 10A bis 10C gezeigten Ermüdungsdatenbanken verwendet werden. 11A zeigt eine Ermüdungsdatenbank, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.05 bis 0.50 µm² festgelegt ist, und 11B zeigt eine Ermüdungsdatenbank, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 0.60 bis 1.20 µm² festgelegt ist, während 11C eine Ermüdungsdatenbank zeigt, welche die Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis angibt, wenn der festgelegte Wert in einem Bereich von 1.50 bis 5.00 um² festgelegt ist.
Wie in 11A und 11 B gezeigt, nimmt die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate fast monoton relativ zu dem Berechnungslebensdauerverhältnis zu, wenn der festgelegte Wert einer von 0.05 bis 1.20 µm² ist, woraus folgt, dass es eine gute korrelative Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis gibt.
Wenn dagegen, wie in 11C gezeigt, der festgelegte Wert einer von 3.00 bis 5.00 µm² ist, wird ein Abschnitt gesehen, bei dem die Ermüdungsabschnitt-Existenzrate nicht monoton relativ zum Berechnungslebensdauerverhältnis zunimmt, wenn das Berechnungslebensdauerverhältnis gleich oder kleiner als 2.3 ist, und die korrelative Beziehung zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis ist teilweise diskontinuierlich. Wenn der festgelegte Wert in dem Bereich von 3.00 bis 5.00 µm² liegt, kann somit die Genauigkeit des geschätzten Berechnungslebensdauerverhältnisses reduziert werden.
Wenn das Berechnungslebensdauerverhältnis des Innenrings 2 basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten wird, ist der festgelegte Wert somit vorzugsweise gleich oder kleiner als 2.5 µm². Daraus folgt, dass der festgelegte Wert vorzugsweise gleich oder größer als 0.1 µm² und gleich oder kleiner als 2.5 µm² ist. Mit dem festgelegten Wert, der auf diese Weise innerhalb dieses Bereichs festgelegt ist, kann eine gute lineare Beziehung zwischen der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis sowie zwischen der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und dem Berechnungslebensdauerverhältnis hergestellt werden, und das geschätzten Berechnungslebensdauerverhältnis kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Diese Erfindung ist nicht auf das zuvor dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt die Rechenvorrichtung 10 einen Vorgang durch, um das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis basierend auf der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate in Schritt S6 von 1 zu erhalten. Die Rechenvorrichtung 10 kann jedoch in den Schritten S4, S5 von 1 eine Berechnung der Kristallkornfläche, eine Berechnung der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate usw. durchführen. Des Weiteren kann ein Computer, der das SEM und das EBSD steuert, das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels ausführen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kristallkornfläche als die Kristallkorngröße erhalten, die basierend auf dem Messergebnis der Kristallfehlorientierung erhalten wird. Der durchschnittliche äquivalente Kreisdurchmesser der Kristallkörner kann jedoch anstelle der Kristallkornfläche erhalten werden, und die Ermüdungsschätzung des metallischen Materials kann basierend auf dem durchschnittlichen äquivalenten Kreisdurchmesser durchgeführt werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die in dem Oberflächenabschnitt festgelegte Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts in dem Messbereich A2 als der Anfangswert verwendet, der verwendet wird, wenn die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten wird. Es kann jedoch die Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts verwendet werden, die durch Festlegen des Messbereichs A2 in einem Abschnitt, wie beispielsweise einem Kernabschnitt des Innenrings 2, der nicht der Oberflächenabschnitt und der Ermüdungsabschnitt ist, erhalten wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis durch Verwendung der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalte. Das geschätzte Berechnungslebensdauerverhältnis kann jedoch durch Verwendung der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate oder durch Verwendung sowohl der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate als auch der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Berechnungslebensdauerverhältnis als der Ermüdungsgrad verwendet. Es kann jedoch ein Haltbarkeitstest durchgeführt werden, bis ein Schaden durch Ermüdung entsteht, und der Ermüdungsgrad kann durch ein Verhältnis einer Testzeit vom Beginn des Tests bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schaden auftritt, als ein Kriterium dargestellt werden (der Maximalwert).
Während der Ermüdungsgrad des Innenrings des Kegelrollenlagers in dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschätzt wird, kann der Ermüdungsgrad in Bezug auf einen Außenring oder eine Walze geschätzt werden, oder der geschätzte Ermüdungsgrad kann in Bezug auf Bestandteile anderer Wälzlager erhalten werden, ohne auf das Kegelrollenlager beschränkt zu sein. Des Weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht beschränkt auf Wälzlager angewendet, sondern kann auf Maschinenelemente angewendet werden, bei denen Metallermüdung auftritt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der geschätzte Ermüdungsgrad in Bezug auf ein Stahlmaterial erhalten, wie beispielsweise einen legierten Stahl für die Verwendung im Maschinenbau oder einen Kohlenstoffstahl für die Verwendung im Maschinenbau. Es kann jedoch der geschätzte Ermüdungsgrad eines metallischen Materials wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung, anders als die Stahlmaterialien erhalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 11344454 [0002]
JP 11344454 A [0002]

Claims

Ermüdungsschätzverfahren zum Schätzen eines Ermüdungsgrades eines metallischen Materials (2), gekennzeichnet durch: Schätzen eines Ermüdungsabschnitts, in dem Ermüdung in einem Bereich (2a) des metallischen Materials (2) auftritt; Erhalten einer Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern (G) in einem Ermüdungsabschnitt-Messbereich (A1), der in dem Ermüdungsabschnitt festgelegt ist, basierend auf einer Kristallfehlorientierung in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich (A1); Erhalten einer Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die einen Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkorngröße innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich (A1); und Erhalten eines geschätzten Ermüdungsgrades des metallischen Materials (2), basierend auf zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, vor und nach der Ermüdung des metallischen Materials (2).
Ermüdungsschätzverfahren nach Anspruch 1, des Weiteren gekennzeichnet durch: Erhalten der Kristallkorngröße von jedem der Kristallkörner (G) in einem Messbereich (A2) außerhalb des Ermüdungsabschnitts, der in einem Abschnitt des Bereichs des metallischen Materials (2) festgelegt ist, der nicht der Ermüdungsabschnitt ist, basierend auf der Kristallfehlorientierung in dem Messbereich (A2) außerhalb des Ermüdungsabschnitts; und Erhalten einer Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts, die den Existenzanteil der bestimmten Kristallkörner in dem Messbereich (A2) außerhalb des Ermüdungsabschnitts angibt, wobei, wenn der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials (2) erhalten wird, die Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate erhalten wird, basierend auf der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und der Existenzrate außerhalb des Ermüdungsabschnitts.
Ermüdungsschätzverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ermüdungsabschnitt ein Abschnitt ist, in dem Rollermüdung auftritt, und ein Abstand von einer Rollkontaktfläche des metallischen Materials (2) zum Ermüdungsabschnitt in einer Tiefenrichtung gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist; und der andere Abschnitt, der nicht der Ermüdungsabschnitt ist, ein Oberflächenabschnitt zwischen der Rollkontaktfläche des metallischen Materials (2) und dem Ermüdungsabschnitt ist.
Ermüdungsschätzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Zahlenbereich gleich oder kleiner als ein vorgegebener festgelegter Wert ist.
Ermüdungsschätzverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kristallkorngröße eine Kristallkornfläche ist; und der vorgegebene festgelegte Wert gleich oder größer als 0.1 µm² ist und gleich oder kleiner als 2.5 µm² ist.
Ermüdungsschätzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren gekennzeichnet durch Erstellen einer Datenbank, die eine Beziehung zwischen zumindest einer der Faktoren, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und Ermüdungsgrad des metallischen Materials (2), angibt, wobei der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials (2) durch Bezugnahme auf die Datenbank erhalten wird.
Verfahren zum Erstellen einer Datenbank zur Ermüdungsschätzung eines metallischen Materials (2) zur Verwendung in dem Ermüdungsschätzverfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenbank verwendet wird, wenn der geschätzte Ermüdungsgrad des metallischen Materials (2) erhalten wird, basierend auf zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate und der Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, gekennzeichnet durch: Erhalten einer Mehrzahl von Teststücken, die unterschiedliche Ermüdungsgrade aufweisen und aus demselben Material wie das metallische Material (2) ausgebildet sind; Schätzen eines Ermüdungsabschnitts, in dem Ermüdung in einem Bereich jedes der Teststücke auftritt; Messen einer Verteilung von Fehlorientierungen in einem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, der in dem Ermüdungsabschnitt festgelegt ist, in Bezug auf jedes der Teststücke; Erhalten einer Kristallkorngröße von jedem einer Mehrzahl von Kristallkörnern in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, basierend auf der Verteilung von Fehlorientierungen in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, in Bezug auf jedes der Teststücke; Erhalten einer Ermüdungsabschnitt-Existenzrate, die einen Existenzanteil bestimmter Kristallkörner angibt, deren Kristallkorngröße innerhalb eines vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, in dem Ermüdungsabschnitt-Messbereich, in Bezug auf jedes der Teststücke; und Erstellen der Datenbank zur Ermüdungsschätzung durch Verknüpfen des Ermüdungsgrades jedes der Teststücke mit zumindest einer der Raten, Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Teststücke und Änderungsrate der Ermüdungsabschnitt-Existenzrate jedes der Teststücke.