Hochtemperatur-Werkstofftechnik: Festigkeit, Deformation und Bruch
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Aachen
Shaker
2009
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| Series: | Berichte aus der Werkstofftechnik
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INHALTSVERZEICHNIS
1 WARMFESTE METALLISCHE WERKSTOFFE 1
1.1 UNTERSCHIEDE ZUR BEANSPRUCHUNG BEI RAUMTEMPERATUR 1
1.1.1 THERMISCHE SPANNUNGEN 1
1.1.2 ABNAHME DER FESTIGKEIT MIT STEIGENDER TEMPERATUR 1
1.1.3 ZEITABHAENGIGKEIT DES WERKSTOFFVERHALTENS 2
1.1.4 STRUKTURELLE VERAENDERUNG DES WERKSTOFFS 3
1.2 VERHALTEN UNTERSCHIEDLICHER WERKSTOFFGRUPPEN 4
1.3 WARMFESTE UND HOCHWARMFESTE WERKSTOFFE 5
1.3.1 WARMFESTE FERRITISCHE STAEHLE 5
1.3.2 HOCHWARMFESTE MARTENSITISCHE STAEHLE 6
1.3.3 HOCHWARMFESTE AUSTENITISCHE STAEHLE 7
1.3.4 HITZEBESTAENDIGE STAEHLE 8
1.3.5 NICKELBASISLEGIERUNGEN 9
1.3.6 KOBALTBASIS-LEGIERUNGEN 10
1.4 SICHERHEITSBEIWERT 12
1.5 BEISPIEL FUER DEN EINSATZ HOCHWARMFESTER WERKSTOFFE 13
1.6 ANFORDERUNGEN AN HOCHTEMPERATURWERKSTOFFE 15
2 EINFLUSS DER TEMPERATUR AUF DIE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 17
2.1 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER EIGENSCHAFTEN 17
2.2 TEMPERATURBEREICHE 17
2.3 BEREICH MITTLERER TEMPERATUREN 19
2.3.1 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER SPANNUNG 19
2.3.2 DYNAMISCHE RECKALTERUNG 20
2.4 BEREICH HOHER TEMPERATUREN 22
2.4.1 DYNAMISCHE ERHOLUNG 22
2.4.2 DYNAMISCHE REKRISTALLISATION 23
2.4.3 HOCHTEMPERATURDUKTILITAET 23
2.5 BESCHREIBUNG DER FLIESSKURVE 25
2.5.1 NENNSPANNUNG, WAHRE SPANNUNG, VERGLEICHSSPANNUNG, FLIESSSPANNUNG 25
2.5.2 FLIESSKURVE 28
2.5.3 BESCHREIBUNG DER VERFESTIGUNGSFUNKTION 28
2.5.4 BESCHREIBUNG DER EINFLUESSE DER TEMPERATUR UND DER DEHNRATE 31
2.5.5 ABSCHAETZUNG DER PARAMETER DER VERFESTIGUNGSFUNKTION 33
2.5.6 ABSCHAETZUNG DER PARAMETER DER VERFESTIGUNGSFUNKTION NACH HOLLOMON
33 2.5.7 ABSCHAETZUNG DER PARAMETER DER VERFESTIGUNGSFUNKTION NACH SWIFT
34 3 KRIECHVERHALTEN BEI KONSTANTER SPANNUNG UND TEMPERATUR 35
3.1 KRIECHVERSUCH, KRIECHKURVE 35
3.2 PRIMAERES KRIECHEN 38
3.2.1 LOGARITHMISCHES KRIECHGESETZ 38
3.2.2 PARABOLISCHES KRIECHGESETZ 38
3.2.3 EXPONENTIELLE GESETZE 39
3.2.4 BESCHREIBUNG DES PRIMAEREN KRIECHENS ANHAND THEOLOGISCHER MODELLE
40 3.3 SEKUNDAERES KRIECHEN 42
3.3.1 EINFLUSS DER SPANNUNG 42
3.3.2 EINFLUSS DER TEMPERATUR 43
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1001691989
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.3 EINFLUSS DER KORNGROESSE 45
3.3.4 EINFLUSS DER QUERSCHNITTSABNAHME 46
3.3.5 EINFLUSS VON AUSSCHEIDUNGEN 47
3.4 TERTIAERES KRIECHEN 49
3.5 KRIECHBRUCHBEZIEHUNGEN 50
3.6 EXTRAPOLATIONSVERFAHREN 52
3.6.1 LARSON-MILLER-PARAMETER 52
3.6.2 DORN-PARAMETER 53
3.7 ANWENDUNG: BIEGUNG UND TORSION 54
3.7.1 KRIECHEN BEI BIEGEBEANSPRUCHUNG 54
3.7.2 KRIECHEN BEI TORSIONSBEANSPRUCHUNG 56
3.8 KRIECHEN BEI MEHRACHSIGEM SPANNUNGSZUSTAND 57
3.8.1 VERGLEICHSSPANNUNG, VERGLEICHSDEHNUNG 57
3.8.2 LEVY-MISES-STOFFGLEICHUNG 57
3.8.3 MEHRACHSIGES SEKUNDAERES KRIECHEN 58
3.9 DUENNWANDIGE ROHRE UND BEHAELTER UNTER INNENDRUCK 59
3.9.1 DUENNWANDIGES OFFENES ROHR 59
3.9.2 DUENNWANDIGER ZYLINDRISCHER BEHAELTER 59
3.9.3 DUENNWANDIGER KUGELBEHAELTER 59
3.9.4 ZYLINDRISCHER KESSEL MIT HALBKUGELIGEN ENDEN 60
3.10 KRIECHEN DICKWANDIGER ZYLINDRISCHER BEHAELTER 60
3.10.1 GLEICHGEWICHTS-UND KOMPATIBILITAETSBEDINGUNG 61
3.10.2 VERTEILUNG DER SPANNUNGEN UND DER DEHNGESCHWINDIGKEITEN 62
KRIECHVERHALTEN BEI ZEITVERAENDERLICHEN KRIECHBEDINGUNGEN 63
4.1 VERFESTIGUNGSHYPOTHESEN 63
4.1.1 ZEITVERFESTIGUNGSHYPOTHESE 63
4.1.2 DEHNUNGSVERFESTIGUNGSHYPOTHESE 64
4.1.3 VERGLEICH DER VERFESTIGUNGSHYPOTHESEN 65
4.2 KONZEPT DER INNEREN RUECKSPANNUNG 66
4.2.1 EVOLUTION DER INNEREN RUECKSPANNUNG 67
4.2.2 EINFLUSS VON LASTSPANNUNG UND TEMPERATUR 68
4.2.3 EINFLUSS EINER VERAENDERUNG DER SPANNUNG ODER DER TEMPERATUR 70
4.2.4 ZYKLISCHES KRIECHEN 70
4.3 LEBENSDAUERABSCHAETZUNG BEI ZEITVERAENDERLICHEN KRIECHBEDINGUNGEN 71
4.3.1 LINEARE SCHADENSAKKUMULATION 71
4.3.2 SCHAEDIGUNGSFUNKTIONEN, RELATIVE SCHAEDIGUNG 72
4.3.3 NICHT-LINEARE SCHADENSAKKUMULATION 73
4.3.4 ANWENDUNG DER NICHT-LINEAREN SCHADENSAKKUMULATION 77
4.3.5 ALTERNATIVE BESCHREIBUNG DER RELATIVEN SCHAEDIGUNG 79
SPANNUNGSRELAXATION, SCHRAUBENVERBINDUNGEN 81
5.1 SPANNUNGSRELAXATIONSVERHALTEN 81
5.2 BEISPIELE FUER DIE BERECHNUNG VON SPANNUNGSRELAXATIONSFUNKTIONEN 81
5.2.1 STATIONAERES KRIECHEN 83
5.2.2 PRIMAERES KRIECHEN 83
5.3 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER SPANNUNGSRELAXATION 84
5.3.1 GESTEUERTE RELAXATIONSVERSUCHE 85
5.3.2 SCHRAUBENVERBINDUNGSMODELL 85
5.4 EINFLUSSGROESSEN 86
5.4.1 EINFLUSS DES KRIECHWIDERSTANDES DES WERKSTOFFS 86
5.4.2 EINFLUSS MEHRMALIGER VERSPANNUNG 87
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS III
5.4.3 EINFLUSS DER ANFANGSSPANNUNG 88
5.4.4 EINFLUSS DER BELASTUNGSGESCHWINDIGKEIT 88
5.4.5 EINFLUSS DER TEMPERATUR 89
5.5 RELAXATION NACH NORMEN UND REGELWERKEN 90
5.5.1 DIN EN 10269 90
5.5.2 ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE, CASE N-47-33 91
6 THERMISCHE SPANNUNGEN UND THERMOSCHOCK 93
6.1 ELASTISCHES WERKSTOFFVERHALTEN 93
6.1.1 VOLLSTAENDIGE AUSDEHNUNGSBEHINDERUNG 93
6.1.2 TEILBEHINDERUNG DER AUSDEHNUNG 94
6.1.3 BIEGUNG VON PLATTEN 95
6.1.4 BEULEN VON BLECHEN 97
6.1.5 SPANNUNGSVERTEILUNG BEI DICKWANDIGEM ROHR 99
6.1.6 RELAXATION THERMISCHER SPANNUNGEN 100
6.2 ANWENDUNGSBEISPIEL: DAMPFREGELVENTIL 100
6.2.1 VOLLWANDKONSTRUKTION 101
6.2.2 VERWENDUNG EINER SCHRUMPFKONSTRUKTION 102
6.2.3 THERMISCHE BEANSPRUCHUNG DER SCHRUMPFKONSTRUKTION 104
6.2.4 WERKSTOFFANSTRENGUNG 105
6.2.5 OPTIMALE AUSLEGUNG 106
6.2.6 ERGEBNIS 107
6.2.7 ANFORDERUNGEN AN DEN WERKSTOFF BEI EINER NEUKONSTRUKTION 108
6.3 VERFORMUNG DURCH ZEITVERAENDERLICHE TEMPERATURGRADIENTEN 110
6.3.1 SHAKE-DOWN 112
6.3.2 RATCHETING 115
6.3.3 SUKZESSIVES STAUCHEN 118
6.3.4 UNTERSCHIEDLICHE BEREICHE 119
6.4 NACHWEIS DER DEHNGRENZEN BEI REALEN KONSTRUKTIONEN 119
7 ERMUEDUNG BEI ELASTO-PLASTISCHER VERFORMUNG 123
7.1 BEREICHE DER ZYKLISCHEN BEANSPRUCHUNG 123
7.1.1 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DES ZYKLISCHEN WERKSTOFFVERHALTENS 124
7.2 ZYKLISCHES VERFORMUNGSVERHALTEN 126
7.2.1 VERHALTEN BEI UMKEHR DER SPANNUNGSRICHTUNG 126
7.2.2 VERHALTEN BEI ZYKLISCHER ELASTO-PLASTISCHER VERFORMUNG 127
7.2.3 ISOTROPE UND KINEMATISCHE VERFESTIGUNG 128
7.2.4 SPANNUNGSANTEILE BEI LCF-BEANSPRUCHUNG 129
7.2.5 EVOLUTIONSGLEICHUNGEN DER KINEMATISCHEN VERFESTIGUNG 130
7.2.6 ISOTROPER WIDERSTAND UND STATIONAERE RUECKSPANNUNG 133
7.2.7 UEBERPRUEFUNG DER ANSAETZE DER EVOLUTIONSGLEICHUNG 135
7.2.8 UEBERPRUEFUNG DER ERMITTELTEN PARAMETER 136
7.2.9 STOFFGESETZ FUER MEHRAXIALE ZYKLISCHE BEANSPRUCHUNG 137
7.3 LEBENSDAUER BEI LCF-BEANSPRUCHUNG 139
7.4 LEBENSDAUERRECHNUNG NACH REGELWERKEN 144
7.4.1 ASME CODE (AMERICAN SOC. MECH. ENG.) 144
7.4.2 TRD (TECHNISCHE REGEL FUER DAMPFKESSEL) 145
7.5 RISSFORTSCHRITT 146
8 KRIECH-ERMUEDUNGS-WECHSELWIRKUNG 149
8.1 BEANSPRUCHUNG 149
8.2 UNTERTEILUNG DER SCHWINGBREITE (STRAIN RANGE PARTITIONING) 150
8.3 BERECHNUNG NACH AD-REGELWERK BLATT S2 152
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
8.3.1 SCHADENSAKKUMULATION 152
8.3.2 BEANSPRUCHUNG 152
8.3.3 MASSGEBLICHE SCHWINGBREITE DER VERGLEICHSSPANNUNGSAMPLITUDE 153
8.3.4 ZULAESSIGE SPANNUNGSSCHWINGBREITE 154
8.4 BERECHNUNG NACH ASME CODE CASE N-47-32 158
8.4.1 SCHADENSAKKUMULATION 158
8.4.2 SCHAEDIGUNG DURCH ERMUEDUNG 159
8.4.3 SCHADENSAKKUMULATION DURCH KRIECHEN 165
9 SCHAEDIGUNG UND BRUCH 167
9.1 BRUCH BEI ZUEGIGER BEANSPRUCHUNG 167
9.2 KRIECHSCHAEDIGUNG, KRIECHBRUCH 169
9.2.1 KEILFOERMIGE MIKRORISSE 169
9.2.2 POREN 170
9.3 WACHSTUM MAKROSKOPISCHER RISSE 173
9.4 RISSWACHSTUM UNTER KRIECH-ERMUEDUNGS-WECHSELWIRKUNG 175
10 ANHANG: MEHRACHSIGE BEANSPRUCHUNG 177
10.1 MOHRSCHER SPANNUNGSKREIS 177
10.2 DREIACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND 178
10.2.1 HAUPTSPANNUNGEN 179
10.2.2 HYDROSTATISCHER SPANNUNGSZUSTAND 180
10.2.3 SPANNUNGSDEVIATOR 180
10.2.4 SKALARE GROESSEN DES SPANNUNGSTENSORS 180
10.3 RAEUMLICHER VERZERRUNGSZUSTAND 181
10.4 FORMAENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT 182
10.5 LEISTUNG, ARBEIT 183
10.6 GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN 184
10.7 GESETZMAESSIGKEITEN DER ELASTISCHEN VERFORMUNG 185
10.8 FLIESSBEDINGUNG 186
10.9 VERGLEICHSSPANNUNG - VERGLEICHSDEHNUNG 187
10.10 STOFFGLEICHUNGEN 188
10.10.1 DEFORMATIONSZUWACHSTHEORIE NACH LEVY UND MISES 188
10.10.2 DEFORMATIONSTHEORIE NACH HENCKY 189
10.10.3 STOFFGLEICHUNG BEI ELASTISCH PLASTISCHER VERFORMUNG 190
LITERATUR 193
SACHWORTVERZEICHNIS 197
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| spelling | Magd, Essam el- Verfasser aut Hochtemperatur-Werkstofftechnik Festigkeit, Deformation und Bruch Essam El-Magd 2., überarb. Aufl. Aachen Shaker 2009 IV, 198 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Berichte aus der Werkstofftechnik Literaturangaben Metallischer Werkstoff (DE-588)4136513-6 gnd rswk-swf Hochtemperaturwerkstoff (DE-588)4025280-2 gnd rswk-swf (DE-588)4123623-3 Lehrbuch gnd-content Metallischer Werkstoff (DE-588)4136513-6 s Hochtemperaturwerkstoff (DE-588)4025280-2 s DE-604 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=020491020&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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