FKM 2000
Heft Nummer 249
Vorhaben Nr. 218
Preis: Euro 51,13
Abschlußbericht - Kurzfassung:
Das vorliegende Forschungsprojekt hatte zum Ziel, die im Vorgängerprojekt A75 erfolgte Modeliierung des Kriechverhaltens warmfester CrMoV-Stähle im Bereich der Schädigungsphase (tertiäres Kriechen) weiter zu verbessern bzw. zu optimieren. Eine möglichst realistische Beschreibung des Kriechverhaltens einschließlich der Schädigung ist notwendig zur Berechnung von Verformungen, Spannungen und Schädigungen in Bauteilen unter Langzeitbelastung. Dies lässt Rückschlüsse auf die zu erwartende Restlebensdauer zu. Hierzu wurde die Darstellung der Wechselwirkung zwischen Verformung und Porenschädigung verallgemeinert. Aufgrund dieser überlegungen wurde ein verbessertes Modell erstellt bzw. verifiziert, das neben der Verwendung eines anisotropen Porenschädigungsparameters (Tensors) durch die Möglichkeit des Fallenlassens der Beschränkung auf dehnungsbegrenztes Porenwachstum charakterisiert ist. Die in A75 erfolgte Nachrechnung eines X 20 CrMoV 12 1-Rohrbogenversuchs bei 550°C wurde (wieder für dehnungsbegrenztes Porenwachstum) unter Annahme eines allgemeineren Ansatzes für die Schädigungsentwicklung wiederholt. Hierdurch wurde erreicht, dass nicht nur die mechanischen Gesamtdehnungen, sondern nun auch metallografisch ermittelte Schädigungen gut von der Theorie wiedergegeben wurden. Weiter wurde das Modell auch für den Werkstoff 14 MoV 6 3 bei 550 QC an Daten aus einachsigen Kriechversuchen bei konstanter Last angepasst. Das Fallenlassen der Beschränkung auf dehnungsbegrenztes Porenwachstum ergab eine deutlich bessere Anpassung an die Messkurven und wurde daher für diesen Werkstoff als Berechnungsgrundlage angesetzt. Hiermit wurde ein ebenfalls in der MPA Stuttgart durchgeführter Langzeitversuch bei 550 QC an einem Rohrbogen aus chargengleichem Werkstoff 14 MoV 63 unter Verwendung des Finite-Element-Programms ABAOUS nachgerechnet. Die berechneten mechanischen Gesamtdehnungen zeigten allerdings für diesen Versuch etwas größere Abweichungen von entsprechenden Messwerten, wobei für Kriechzeiten über 10000 h Unterschätzungen von mehr als 20% auftraten. Die metallografisch ermittelten Porenschädigungen wurden konsequenterweise ebenfalls unterschätzt.
Berichtsumfang:
42 Seiten, 20 Bilder, 7 Tafeln, 9 Literaturstellen
Beginn der Arbeiten:
01.01.1997
Ende der Arbeiten:
31.12.1998
Förderung:
AVIF, Fördernummer A 112
Forschungsstelle:
Staatliche Materialprüfungsanstalt, Universität Stuttgart
Leitung:
Prof. Dr.-lng. habil. Eberhard Roos Abteilung Warmfestigkeit,
Leiter:
Dr.-lng. Karl Maile
Bearbeiter und Verfasser:
Dr. rer. nato Wolfgang Gaudig
Obmann des Arbeitskreises:
Dr.-lng. A. Wichtmann, Siemens KWU Mülheim
Vorsitzender des Beirates:
Dipl.-lng. J. Rabe, Sachsenring AG
Weitere FKM-Berichte zum Forschungsvorhaben:
Heft 228 (1997) A VIF A75
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