Kurzfassung
Zur Abschätzung von Versagensbeanspruchungen von Komponenten mit Fehlstellen ist die Kenntnis der Bruchzähigkeit hilfreich. Die Ermittlung des Widerstandes gegen Rissausbreitung bei sehr hohen Temperaturen an metallischen Hochtemperatur-Werkstoffen wird gezeigt.
Das Bruchverhalten von metallischen Hochtemperaturlegierungen lässt sich bei hohen Temperaturen mit einer Kombination der Gleichstrompotenzialsonde und einer Probenheizung mit einem Gasbrenner ermitteln. Die sehr hohen Genauigkeitsanforderungen des Teilentlastungsverfahrens lassen sich umgehen. Die grobkörnigen Nickelbasislegierungen führen zu deutlich größeren Messwertstreuungen als bei feinkristallinen Stählen üblich ist. Die Rissfront beinhaltet nur wenige Körner mit unbekannter Kristallorientierung. Es empfiehlt sich, mehrere Proben bei derselben Temperatur zu prüfen, um einen Anhaltswert für die zu erwartende Streuung zu erhalten.
Abstract
High Temperature Fracture Toughness Measurement. The knowledge of the fracture toughness is useful for the estimation of the failure behaviour of components with defects. The procedure for measuring the crack growth resistance of metallic materials at very high temperatures is shown.
The fracture behaviour of Ni-base high-temperature alloys can be measured at high temperatures with a combination of a constant current potential drop system and gas burner heated compact tension specimens. The necessary very high resolution of the partial unloading procedure can be avoided. The coarse-grained Ni-basis alloys show higher scatter compared with fine-grained steels. The crack front covers only a small number of grains with unknown crystal orientations. It is recommended to test a number of specimens at the same temperature to get a realistic material scatter band.
Literatur
1 ASTM E 1820-05a: Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness, ASTM (2005), S. 1054–1101Search in Google Scholar
2 ESIS P2-92: Procedure for determining the fracture behaviour of materials, European Structural Integrity Society (1992)Search in Google Scholar
3 ISO 12135: Metallic Materials – Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughness, ISO (2002)Search in Google Scholar
4 N. N.: Degussa – Fortschritt durch Edelmetall und Chemie, Thermodrähte, Messtechnik 87-0-8-571HPSearch in Google Scholar
5 K. F.Stärk, D. W.Bühler: Personal-Computer-gestützte Bruchzähigkeitsmessung mit der Potentialsonde, 23. Vortragsveranstaltung des DVM-Arbeitskreises “Bruchvorgänge”, DVM Berlin (1991), S. 131–139Search in Google Scholar
6 K. F.Stärk: Entwicklung einer rechnergesteuerten Potentialsonde für Risswachstumsmessungen, VDI-Berichte631 (1987), S. 331–342Search in Google Scholar
7 K. F.Stärk, A.Genner: Bestimmung der elastisch-plastischen Bruchzähigkeit mit einer rechnergesteuerten Potentialsonde, DGM Werkstoffprüfung (1989), S. 133–140Search in Google Scholar
8 W.Baer: Key Curve-Einprobenverfahren zur Ermittlung dynamischer Risswiderstandskurven, Materialprüfung47 (2005), No. 2005–11, S. 666–673Search in Google Scholar
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