Bestimmung der Porenkonfiguration vor Rißspitzen bei Kriechermüdung von austenitischem Stahl

Austenitische Stähle können beim Einsatz unter Hochtemperatur Low Cycle Fatigue Bedingungen durch die Entstehung und das Wachstum von Korngrenzporen versagen. Der Versagensablauf ist durch eine Wechselwirkung des interkristallinen Risses mit den Poren bestimmt. Die Entstehung und das Wachstum von Poren hängt von der aufgebrachten Dehnung und wirkenden Spannung ab. Bedingt durch die Kerbwirkung des Risses sind die lokale Dehnung und Spannung vor der Rißspitze erhöht, so daß in diesem Bereich eine höhere Porendichte zu erwarten ist. Eine kritische Porenkonfiguration, bei der es zu einer Wechselwirkung zwischen Riß und Poren kommt, kann im Bereich der Rißspitze somit früher erreicht werden als im restlichen Werkstoff. Im Rahmen der hier vorgestellen Untersuchungen wurde die Porenkonfiguration im Bereich der Rißspitze experimentell bestimmt, um die Voraussetzungen für ein lokales Rißortschrittsmodell für Kricchermüdung zu schaffen. Es zeigte sich, daß es in unmittelbarer Nähe der Rißspitze zu einem deutlichen Anstieg der Porendichte kommt. Dadurch besteht auch die Möglichkeit der Bildung von Mikrorissen, die direkt vor den Rißspitzen in erheblichem Maße beobachtet wurden. Es konnte ein enger Zusammenhang zwischen der Rißwachstumsrate, dem Abstand und der Größe der Poren nachgewiesen werden.