FKM 2002
Heft Nummer 270
Vorhaben Nr. 221
Preis: Euro 180,00
Abschlussbericht Kurzfassung:
Das vom IfW Darmstadt und der MPA Stuttgart gemeinsam durchgeführte Vorhaben befasste sich mit dem Risseinleitungs- und Rissfortschrittsverhalten unter Kriech-, Kriechermüdungs- und Ermüdungsbeanspruchung an zwei modernen martensitischen 600 °C-Hochleistungsstählen für Wellen und Gehäuse von Dampfturbinen. Dabei wurden warmfeste Stähle des Typs (G)X12CrMoWV-NbN10-1-1 bei 550 und 600 °C im Neuzustand und stichprobenartig auch nach langzeitiger Auslagerung untersucht, wobei betriebsähnliche Beanspruchungen und praxisnahe Zyklen soweit möglich angestrebt wurden. Die Versuche wurden an CT -und DENT -Proben durchgeführt, ein möglicher Größeneinfluss wurde mit betrachtet. Ein Einfluss der Schärfe der Rissstartkerbe wurde an Cs-Proben mit angeschwungenen und erodierten Rissstartkerben hinterfragt. Insgesamt wurde eine umfassende, einzigartige Datenbasis zur Beschreibung des Rissverhaltens dieser Werkstoffe geschaffen. Die Kriech- und Kriechermüdungsrissergebnisse wurden hinsichtlich ihrer Gültigkeit mit den üblichen und einem modifizierten Rissspitzenaufweitungskriterium für DENT -Proben überprüft. Die Risseinleitungsdauer bzw. Rissfortschrittsgeschwindigkeit unter Kriech- bzw. Kriechermü- dungsbeanspruchung lässt sich alternativ mit dem Parameter K, oder dem Parameter C* be- schreiben, wobei für Risswachstum der Parameter C* zu bevorzugen ist. Die Beschreibung der Risseinleitung unter Kriech- und Kriechermüdungsbeanspruchung erfolgte für eine proportionale und eine konstante Anrisslänge. Die Kriech- bzw. Kriechermüdungsrisseinleitung wurde mit dem Zweikriterienverfahren bzw. modifizierten Zweikriterienverfahren beschrieben. Für die Risseinleitung im untersuchten Kriech- und Kriechermüdungsbereich wurde eine Größenabhängigkeit festgestellt, welche im Langzeitbereich vermutlich verloren geht. Der Rissfortschritt unter Ermüdungs- und Kriechermüdungsbeanspruchung wurde mit dem Parameter tJ.K, unter Berücksichtigung der Haltezeiten beschrieben. Ein von der Probengröße abhängiges Rissfortschrittsverhalten wurde nicht festgestellt. Ebenso konnte ein Einfluss der unterschiedlichen Rissstartkerben für die hier untersuchten Werkstoffe nicht festgestellt werden. Eine Akkumulation des Kriechermüdungsrissfortschrittes aus Ermüdungsanteilen und Kriechrissanteilen erzielt hinreichend gute übereinstimmungen zwischen Mess- und Berechnungswerten, wenn zusätzlich eine Kriechrisseinleitungsdauer berücksichtig wird. Die Wirkung einer langzeitigen Auslagerung auf das Rissverhalten unter Kriech- bzw. Kriechermüdungsbeanspruchung ergab auf Grund der hohen Belastungen und damit kurzen Versuchsdauern bei der Risseinleitung tendenziell kürzere Anrissdauern, während sich für den Rissfortschritt kein signifikanter Unterschied zeigte.
Berichtsumfang:
199 S., 193 Abb., 23 Tab., 53 Lit.
Beginn der Arbeiten:
01.01.1998
Ende der Arbeiten:
30.12.2001
Zuschussgeber:
AVIF Nr. A127
Forschungsstellen:
Institut für Werkstoffkunde Technische Universität Darmstadt
Bearbeiter:
Prof. Dr.-lng. C. Berger Dr.-lng. A. Scholz Dr.-lng. J. Granacher Dipl.-lng. F. Müller
Vorsitzender des Beirats:
Dr.-lng. J. Ewald, Mülheim Dr.-lng. J. Rabe, Höchstadt Staatliche Materialprüfungsanstalt Universität Stutlgart Prof. Dr.-lng. habil. E. Roos Dr.-lng. K. Maile Dr.-lng. W. Stadtmüller
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