Thermo-mechanisches Ermüdungsverhalten einkristalliner Nickelbasis-Superlegierungen: Experiment - Modellierung - Schädigungsmechanismen:
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Aachen
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2015
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
DANKSAGUNG I
INHALTSVERZEICHNIS III
1 EINFUEHRUNG UND ZIEL DER ARBEIT 1
2 ALLGEMEINER KENNTNISSTAND 3
2.1 EINKRISTALLINE NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN 3
2.1.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 3
2.1.2 MIKROSTRUKTUR 5
2.1.3 VERFORMUNGSVERHALTEN 7
2.2 KRIECHEN 9
2.3 THERMO-MECHANISCHE ERMUEDUNG 13
2.4 SCHAEDIGUNGSENTWICKLUNG 18
2.4.1 UEBERBLICK 18
2.4.2 VERGROEBERUNG DER MIKROSTRUKTUR 19
2.4.3 OXIDSCHICHTBILDUNG UND Y'-FREIER BEREICH 20
2.4.4 RISSFORTSCHRITT UND WERKSTOFFVERSAGEN 22
2.5 UEBERSICHT UEBER GAENGIGE MODELLE ZUR VERFORMUNGSSIMULATION 24
3 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE 27
3.1 VERSUCHSWERKSTOFFE 27
3.2 TMF-VERSUCH 29
3.3 ANALYSE DER MIKROSTRUKTUR 32
4 NUMERISCHE MODELLIERUNG DES MECHANISCHEN VERHALTENS 34
4.1 PHYSIKALISCHES MODELL 34
4.2 BESTIMMUNG DER MATERIALPARAMETER 36
4.2.1 ELASTISCHES VERHALTEN 36
4.2.2 ZEITUNABHAENGIGE PLASTIZITAET 36
4.2.3 ZEITABHAENGIGE PLASTIZITAET 37
5 CHARAKTERISIERUNG DES AUSGANGSZUSTANDES 39
6 ERGEBNISSE 42
6.1 BESTIMMUNG DER MATERIALPARAMETER 42
6.1.1 ELASTIZITAETSMODUL 42
6.1.2 PLASTIZITAET NACH RAMBERG-OSGOOD 43
III
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INHALTSVERZEICHNIS
6.1.3 SCHWELLENSPANNUNG 43
6.2 ZUSAMMENFASSUNG BERECHNUNGSABLAUF 48
6.3 THERMO-MECHANISCHE ERMUEDUNG 51
6.3.1 TMF-VERSUCHE MIT PROBEN IN [001 ]-ORIENTIERUNG 51
6.3.2 TMF-VERSUCH MIT IN [110]-ORIENTIERTER PROBE 55
6.3.3 ZUSAMMENFASSUNG ZUR THERMO-MECHANISCHEN ERMUEDUNG 57
6.4 ENTWICKLUNG DER MIKROSTRUKTUR UND SCHAEDIGUNGSMECHANISMEN 60
6.4.1 GEFUEGE IM PROBENINNEREN 60
6.4.2 OXIDATION UND RISSINITIIERUNG 61
6.5 MODELLIERUNG 67
7 DISKUSSION 73
7.1 BESTIMMUNG DER MATERIALPARAMETER 73
7.1.1 TEMPERATURABHAENGIGER E-MODUL 73
7.1.2 SCHWELLENSPANNUNG 74
7.2 THERMOMECHANISCHE ERMUEDUNG 77
7.3 MIKROSTRUKTUR 81
7.4 VERGLEICH EXPERIMENT UND BERECHNUNG 88
8 ZUSAMMENFASSUNG 91
9 SUMMARY 94
LITERATURVERZEICHNIS 97
ABKUERZUNGEN & FORMELSYMBOLE 107
LEBENSLAUF 111
IV |
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