Thermomechanische Ermüdung einer beschichteten, stengelkristallinen Nickelbasis-Superlegierung:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 18]
212 |
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| adam_text | Titel: Thermomechanische Ermüdung einer beschichteten, stengelkristallinen Nickelbasis-Superlegierung
Autor: Kowalewski, Ralf
Jahr: 1997
SCHRITT- m MW^M BERICHTE Dipl.-Ing. Ralf Kowalewski, Fürth Thermomechanische Ermüdung einer beschichteten, stengelkristallinen Nickelbasis-Super- legierung Reihe 18 : Mechanik/ Bruchmechanik Nr. 212
V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Zielsetzung 1 2 Grundlagen und Kenntnisstand 5 2.1 Verformungsexperimente............................ 5 2.1.1 Einsinnige Verformungsversuche ................... 5 2.1.2 Zyklische Verformungsversuche.................... 7 2.2 Nickelbasis-Superlegierungen.......................... 12 2.2.1 Mikrostruktur von Nickelbasis-Superlegierungen........... 14 2.2.2 Verformungsverhalten von Nickelbasis-Superlegierungen ......15 2.3 Schutzschichtlegierungen............................ 24 2.3.1 Gefüge von MCrAlY-Legierungen...................25 2.3.2 Hochtemperaturoxidationsverhalten von MCrAlY-Legierungen ... 27 2.4 Verformungsverhalten von MCrAlY-Legierungen ..............32 2.5 Beschichtete Nickelbasis-Superlegierungen..................36 3 Experimentelles 43 3.1 Probenmaterial................................. 43 3.1.1 Grundwerkstoff.............................43 3.1.2 Schutzschicht..............................45 3.1.3 Grundwerkstoff-Schutzschicht-Verbund................46 3.2 Verformungsapparaturen und Versuchsführungen...............46 3.2.1 Druckkriechapparatur ......................... 46 3.2.2 Elektromechanisches Prüfsystem Instron 4505 ............ 46 3.2.3 Servohydraulisches Prüfsystem MTS 810 mit Digitalregler.....47 3.3 Mikrostrukturelle Untersuchungsmethoden..................51 3.3.1 Lichtmikroskopie............................ 51 3.3.2 Rasterelektronenmikroskopie .....................51 3.3.3 Transmissionselektronenmikroskopie..................52 3.3.4 Quantitative Gefügeanalyse......................54 4 Ergebnisse 55 4.1 Ausgangszustand.................. 55 4.1.1 Grundwerkstoffgefüge.......................... 55 4.1.2 Schutzschichtgefüge .......................... 60 4.1.3 Grundwerkstoff-Schutzschicht-Verbund................64 4.2 Auslagerungsbehandlungen an der Schutzschichtlegierung .........67 4.3 Einsinnige Verformungsexperimente .....................70 4.3.1 Zug-
und Relaxationsversuche am Schutzschichtmaterial......70 4.3.2 Zugversuche am Grundwerkstoff-Schutzschicht-Verbund ......74 4.3.3 Druckversuche am Schutzschichtmaterial...............76 4.3.4 Druck- und Zugkriechversuche an der Schutzschichtlegierung .... 83 4.4 Isotherme Ermüdung.............................. 84 4.4.1 Schutzschichtmaterial ......................... 84 4.4.2 Grundwerkstoff-Schutzschicht-Verbund................86
VI 4.5 Thermomechanische Ermüdung........................93 4.5.1 Grundwerkstofflegierung........................93 4.5.2 Schutzschichtlegierung.........................98 4.5.3 Grundwerkstoff-Schutzschicht-Verbund CM 247 LC/PCA-1 .... 107 5 Diskussion 119 5.1 Ausgangszustand und Gefugeentwicklung der Schutzschichtlegierung . . . 119 5.2 Einsinnige Verformungsexperimente......................121 5.3 Isotherme Ermüdungsversuche ........................128 5.4 Thermomechanische Ermüdung........................133 5.5 Ab8chlieSende Diskussion und Ausblick........... 141 6 Zusammenfassung 145 A Anhang 147 A.l Vergröberungskinetik der Legierung PCA-1 bei 1000 °C ..........147 A.2 Zusammenfassung wichtiger Versuchsergebnisse...............148 A.2.1 Einsinnige Verformungsexperimente .................148 A.2.2 Isotherme Ermüdung .........................151 A.2.3 Thermomechanische Ermüdung....................152 Literatur 153
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