FKM 2000
Heft Nummer 253
Vorhaben Nr. 186
Preis: Euro 143,16
Abschlussbericht Kurzfassung:
Zur Auslegung und überwachung von Hochtemperaturbauteilen thermischer Maschinen und Anlagen werden Unterlagen über das Werkstoffverhalten an rissartigen Fehlern und konstruktiv nicht vermeid- baren Kerben benötigt. Die an derartigen Spannungskonzentrationsstellen mögliche Einleitung eines Kriechrisses und dessen Fortschritt bedürfen einer quantitativen Beschreibung. Nur so ist eine hohe Betriebssicherheit bei ausreichender Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu erreichen. Das vom IfW Darmstadt und der MPA Stuttgart gemeinsam durchgeführte Vorhaben griff dieses Problem auf und hatte zum Ziel, das Kriechrisseinleitungs- und Kriechrissfortschrittsverhalten wichtiger Kraftwerksbaustähle unter Praxis nahe niederer Langzeitbeanspruchung und unter Einbeziehung unterschiedlicher Probenformen und Probengrößen bis zum Bereich bauteilnaher Abmessungen zu beschreiben. Ausgehend von früheren Ergebnissen, die an 1 % CrMoNiV- und 12 % CrMoV-Stählen bei einer kennzeichnenden Temperatur von 550 °C gewonnen worden waren, wurde für diese Stähle durch ergänzende Versuche ein durch mehrere Probengrößen belegtes, erweitertes Ergebnisfeld mit Versuchsdauern bis zu 65 000 h geschaffen. Außerdem wurde erstmals das Kriechrissverhalten eines neuen 600°C-Hochleistungsstahles vom Typ 10% CrMoWVNb für Turbinenwellen und größere Schmiedestücke in weitem Parameterbereich bis zu 18 000 h Dauer untersucht. Ferner wurde das Zeitstandverhalten dieses Stahles an glatten und gekerbten Zeitstandproben bestimmt. Zur Beschreibung des Kriechrisseinleitungsverhaltens wurde neben einer Darstellung der Risseinleitungsdauer tA in Abhängigkeit vom Kriechbruchmechanikparameter C* ein auf eine Nennspannung und die Spannungsintensität K1 bezogenes Zweikriterienverfahren weiterentwickelt, das einfach auf Bauteile übertragbar und von besonderem Interesse für die industrielle Anwendung ist. Die Beschreibung der Kriechrissgeschwindigkeit wurde in Abhängigkeit von den Parametern K1 und C* untersucht. Die Beschreibung mit dem Parameter K1 führte zu relativ breiten Streubändern, während die auch aufgrund eines übergangszeitkriteriums favorisierte Beschreibung mit dem Parameter C* deutlich schmalere Streubänder liefert. Aufgrund seiner einfachen Berechenbarkeit bleibt aber auch hier die Anwendung des Parameters K1 von industriellem Interesse.
Berichtsumfang:
63 S., 138 Abb., 14 Tab., 58 Lit.
Beginn der Arbeiten:
01.07.1994
Ende der Arbeiten:
31.03.1998
Zuschussgeber:
AVIF (Fördernr. A78) Forschungsstellen Institut für Werkstoffkunde Staatliche Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart Technische Universität Darmstadt Prof. Dr.-lng. habil. E. Roos Dr .-Ing. K. Maile Dipl.-lng. G. Schellenberg
Bearbeiter:
Prof. Dr.-lng. C. Berger Dr.-lng. J. Granacher Dr.-lng. Y. Kostenko
Obmann des Arbeitskreises:
Dr.-lng. J. Ewald, Siemens KWU, Mülheim
Beiratsvorsitzender:
Dipl.-lng. J. Rabe, Sachsenring AG, Zwickau
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