Versagensverhalten von Austenit-Martensit-Rohrmischverbindungen für 600°C - Dampfkraftwerke unter Kriechermüdungsbelastung:
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| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2011
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| Schriftenreihe: | Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM Bericht
2011,13 Schriftenreihe Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik 74 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 UEBERHITZERROHRMISCHVERBINDUNGEN IN DAMPFKRAFTWERKEN 4
2.1 UEBERHITZERROHRWERKSTOFFE 4
2.2 WOLFRAM-INERT-GAS (W1G) SCHWEISSEN 6
2.2.1 PROZESSBESCHREIBUNG 6
2.2.2 SCHWEISSEIGENSPANNUNGEN 8
2.2.3 MIKROSTRUKTURELLE VERAENDERUNGEN DURCH DIE SCHWEISSWAERME 8
2.3 UNTERSUCHUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON MISCHVERBINDUNGEN 10
3 GRUNDLAGEN DES HOCHTEMPERATURBRUCHS 13
3.1 KRIECHVERFORMUNG 13
3.2 PORENNUKLEATION 16
3.3 UNBEHINDERTES UND BEHINDERTES DIFFUSIVES PORENWACHSTUM 17
3.4 PORENWACHSTUM DURCH KRIECHVERFORMUNG 19
3.5 KRIECHLEBENSDAUERABSCHAETZUNG DURCH EMPIRISCHE BEZIEHUNGEN 20
3.6 MODIFIZIERTE MONKMAN-GRANT BEZIEHUNG 21
3.7 ZYKLISCHE VERFORMUNG 23
3.8 VERFORMUNGSMODELL FUER ZYKLISCHE THERMOMECHANISCHE BELASTUNG 24
3.9 BRUCHMECHANISMEN UNTER KRIECHERMUEDUNG 26
3.10 LEBENDAUERVORHERSAGE FUER BELIEBIGE ZYKLISCHE
HOCHTEMPERATURBELASTUNG 27
4 BASISVERSUCHE UND ANPASSUNG DER MODELLPARAMETER 30
4.1 EXPERIMENTELLE DATENBASIS: 30
4.1.1 VERSUCHE AN GRUNDWERKSTOFFEN UND AM SCHWEISSGUT 30
4.1.2 ERZEUGUNG VON WAERMEEINFLUSSZONENGEFUEGEN 33
4.1.3 VERSUCHE AN WAERMEEINFLUSSZONENGEFUEGEN 39
4.2 ANPASSUNG DES VERFORMUNGSMODELLS 44
4.2.1 SCHWEISSGUT UND GRUNDWERKSTOFFE (HOMOGENE PROBEN) 45
4.2.2 WAERMEEINFLUSSZONEN (INHOMOGENE PROBEN) 52
4.3 ANPASSUNG DER MODIFIZIERTEN MONKMAN-GRANT BEZIEHUNGEN 63
4 . 4 ANPASSUNG DES D TMF-ERMUEDUNGSLEBENSDAUERMODELLS 6 3
5 ROHRVERSUCHE 66
5.1 UNTERSUCHTE ROHRMISCHVERBINDUNGEN 66
5.2 ROHRPROBEN UND ROHRPRUEFSTANDE 73
5.3 ROHRVERSUCHE UNTER KONSTANTEM INNENDRUCK 78
5.4 ROHRVERSUCHE UNTER ZYKLISCHEM INNENDRUCK UND AXIALZUSATZLAST 81
5.5 VERSAGENSMECHANISMEN 85
5.5.1 ANGELASSENE MISCH VERBINDUNGEN: EINFLUSS D E R BELASTUNGSART 85
5.5.2 NEUVERGUETETE MISCHVERBINDUNGEN 98
5.6 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS 5 101
V
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IMAGE 2
6 ABSCHAETZUNG DER LEBENSDAUER IN DEN ROHRVERSUCHEN 102
6.1 LEBENSDAUER MIT DEN MODIFIZIERTEN MONKMAN-GRANT BEZIEHUNGEN 102
6.1.1 KRITISCHE BEREICHE IN DEN ROHRVERSUCHEN UNTER KONSTANTEM
INNENDRUCK 104
6.1.2 KRITISCHE BEREICHE IN DEN ROHRVERSUCHEN UNTER ZYKLISCHEM
INNENDRUCK UND
AXIALZUSATZLAST 106
6.2 LEBENSDAUER IN DEN ROHRVERSUCHEN MIT DEM SCHAEDIGUNGSPARAMETER D 7 M
F 108
6.2.1 VALIDIERUNG DES VERFORMUNGSMODELLS 109
6.2.2 AUSWERTUNG DES SCHAEDIGUNGSPARAMETERS D T MF 109
6.2.3 BEREICHE NIEDRIGSTER BRUCHZYKLENZAHLEN IN DEN ROHRVERSUCHEN
UNTER KONSTANTEM INNENDRUCK 110
6.2.4 BEREICHE NIEDRIGSTER BRUCHZYKLENZAHLEN IN DEN ROHRVERSUCHEN
UNTER ZYKLISCHEM INNENDRUCK UND AXIALZUSATZLAST I 12
7 DISKUSSION 115
7.1 BEWERTUNG DER KRIECHSCHAEDIGUNG 115
7.2 VERSAGENSMECHANISMEN BEI HOHEN MECHANISCHEN BELASTUNGEN 116
7.2.1 ANGELASSENE ROHRMISCHVERBINGUNGEN 116
7.2.2 NEUVERGUETETE ROHRMISCHVERBINDUNGEN 118
7.2.3 ERKENNTNISSE ZU VERSAGENSVERHALTEN UND SCHAEDIGUNGSVORGAENGE BEI
BETRIEBSRELEVANTEN MECHANISCHEN BELASTUNGEN 119
7.3 MODELLIERUNG DER MARTENSITISCHEN WAERMEEINFLUSSZONE 120
7.3.1 ERZEUGUNG DER WAERMEEINFLUSSZONENGEFIIGE 120
7.3.2 ABLEITUNG VON WECHSELPLASTITZITAETSMODELLEN FUER DIE ZIELZONEN 121
7.3.3 EIGENSCHAFTGEFAELLE DER MODELLIERTEN WAERMEEINFLUSSZONE 122
7.4 LEBENSDAUERABSCHAETZUNG MIT DEM MODIFIZIERTEN MONKMANT-GRANT PRODUKT
124
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 126
LITERATURVERZEICHNIS 128
LEBENSLAUF 136
V I
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