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Die Lebensdauer von Flugzeugturbinen-Komponenten kann verlängert werden, indem zusätzliche Druckspannungen in die Materialoberfläche eingebracht werden. Typische Flugzeugturbinen-Legierungen wie Nickelbasis-Superlegierungen werden hierzu mittels Kugelstrahlen oberflächenbehandelt. Durch die zusätzlichen Druckeigenspannungen wird der Rissbildung in den Bauteilen vorgebeugt, womit die Lebensdauer der Komponenten verlängert werden kann. Da durch die hohen thermischen und mechanischen Belastungen während des Turbinenbetriebs die Druckspannungen relaxieren können, müssen regelmäßig zerstörungsfreie, quantitative Untersuchungen der Spannungsgradienten in der Materialoberfläche durchgeführt werden. In dieser Veröffentlichung werden Arbeiten präsentiert, bei denen solche Verfestigungs-Tiefenprofile mit hochpräzisen Wirbelstrommessungen im hochfrequenten Bereich bis 100MHz durchgeführt wurden. Entsprechende Testkörper aus IN178 wurden in unterschiedlichen Intensitäten kugelgestrahlt und konnten mittels Wirbelstrommessungen gut voneinander separiert werden. Indem Messfrequenzen zwischen 100 kHz und 100 MHz hintereinander durchgeschaltet werden, kann ein Tiefenprofil der elektrischen Leitfähigkeit in Tiefen von 50 bis 500 μm erreicht werden. Das ermittelte Leitfähigkeitsprofil ist ein gemischtes Signal bestehend aus Informationen von den Eigenspannungen, der Kaltverfestigung, der Oberflächenrauigkeit und dem Gefüge des Materials. Zusätzlich werden in dieser Veröffentlichung erste Ergebnisse von Spannungsprofilen präsentiert, die mit einem industriell applizierbaren NDT-Gerät ermittelt worden sind.

materials testing

Charakterisierung oberflächennaher Eigenspannungs-Tiefenprofile an Flugzeugturbinenteilen mittels hochfrequenter Wirbelstromtechnik: Prof. Dr. Dr. hc. mult. Michael Kröning zum 65. Geburtstag gewidmet