Isothermes Hochtemperaturermüdungsverhalten des Stahles X22CrMoV121:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
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1997
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 5]
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| adam_text | Titel: Isothermes Hochtemperaturermüdungsverhalten des Stahles X22CrMoV121
Autor: Petersmeier, Thomas
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Thomas Petersmeier, Bielefeld Isothermes Hochtemperatur- ermüdungsverhalten des Stahles X22CrMoV121 Reihe 5: Grund- und Werkstoffe Nr. 472
V INHALTSVERZEICHNIS Seite 1. Einleitung i 1.1 Entwicklung der 9-12% Chromstähle 3 2. Kenntnisstand 9 2.1 Wärmebehandlung und mikrostruktureller Aufbau 9 2.2 Zyklisches Verformungsverhalten 11 2.2.1 Lebensdauerorientierte Untersuchungen 12 2.2.2 Spannung-Dehnung-Zusammenhang 15 2.2.3 Temperatureinfluß 27 2.2.4 Anrißbildung 30 2.2.5 Einfluß oxidierender Umgebungsbedingungen 32 2.2.6 Einfluß zyklischer Beanspruchungen auf die Mikrostruktur 36 2.3 Dynamische Reckalterung 39 3. Versuchs Werkstoff 47 3.1 Gefüge-und Mikrostruktur 47 3.2 Probenformen 49 4. Versuchseinrichtungen und Versuchsdurchführung 51 4.1 Hochtemperaturzugversuche 51 4.1.1 Versuchsdurchfuhrung 51 4.2 Schwingfestigkeitsversuche 51 4.2.1 Maschinensteuerung und Meßwerterfassung 53 4.2.2 Versuchsdurchfuhrung 55 4.3 Karbidquantifizierung mit digitaler Bildverarbeitung 56 4.4 Bestimmung der Versetzungsdichte 56
VI Seite 5. Versuchsergebnisse 59 5.1 Quasistatisches Verformungsverhalten 59 5.1.1 Temperatureinfluß auf die quasistatischen Werkstoffkennwerte 59 5.1.1.1 Mikrostrukturelle Untersuchungen 63 5.1.2 Einfluß der Verformungsgeschwindigkeit 66 5.2 Spannungskontrollierte mittelspannungsfreie Wechsel Verformung 67 5.2.1 Lebensdauerorientierte Untersuchungen 67 5.2.1.1 Mathematische Beschreibung der Lebensdauer 74 5.2.2 Wechselverformungsverhalten 76 5.2.2.1 Temperatureinfluß 76 5.2.2.2 Einfluß der Spannungsamplitude 81 5.2.2.3 Zyklische Spannung-Dehnung-Kurven 85 5.2.3 Bruchflächenuntersuchungen 89 5.2.4 Karbidquantifizierung 93 5.2.4.1 Zyklische Beanspruchung 96 5.2.5 Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen 101 5.2.5.1 Temperatureinfluß 101 5.2.5.2 Lastspielzahlabhängigkeit 109 5.2.6 Variation der Versuchsfrequenz 111 5.3 Spannungskontrollierte mittelspannungsbehaftete Wechselverformung 113 5.3.1 Lebensdauerorientierte Untersuchungen 114 5.3.1.1 Haigh-Diagramm 115 5.3.2 Wechselverformungsverhalten 117 5.3.2.1 Beanspruchung im Zugschwellbereich 117 5.3.2.1.1 Temperatureinfluß 120 5.3 2.2 Beanspruchung im Zugwechselbereich 121
VII Seite 5.4 Totaldehnungskontrollierte mitteldehnungsfreie Wechselverformung 125 5.4.1 Lebensdauerorientierte Untersuchungen 125 5.4.2 Wechselverformungsverhalten 128 5.4.2.1 Temperatureinfluß 128 5.4.2.2 Einfluß der Totaldehnungsamplitude 131 5.4.2.3 Zyklische Spannung-Dehnung-Kurven 135 5.4.3 Bruchflächenuntersuchungen 136 5.4.4 Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen 142 5.5 Totaldehnungskontrollierte mitteldehnungsbehaftete Wechselverformung 146 5.5.1 Lebensdauerorientierte Untersuchungen 146 5.5.2 Wechselverformungsverhalten 148 5.5.3 Mittelspannungsrelaxation 152 6 . Diskussion 154 6.1 Quasistatisches Verformungsverhalten 154 6.2 Zyklisches Verformungsverhalten 154 6.2.1 Mikrostruktur 155 6.2.2 Temperatureinfluß 157 6.2.3 Dynamische Reckalterung 159 6.2.4 Spannungskontrollierte mittelspannungsbehaftete Wechselver- 161 formung 6.2.5 Totaldehnungskontrollierte mitteldehnungsbehaftete Wechselver- 164 formung 7 . Zusammenfassung 166 8 . Literaturverzeichnis 170
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