Thermisch– mechanisches und isothermes Ermüdungsverhalten der Nickelbasis – Superlegierung IN 792 CC

Beim Betrieb von Anlagen unter erhöhter Temperatur sind Bauteile Komplexen thermisch‐mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Deshalb wurde die Auswirkung von wiederholten Anfahr‐ und Abfahrvorgängen, die thermisch‐mechanische Ermüdungsbelastungen (TMF) zur Folge haben, mit Hilfe von Out‐of‐Phase (OP) und In‐Phase (IP) TMF Experimenten untersucht. An der γ'verfestigten Nickelbasis‐Gußlegierung IN 792 CC nimmt die Lebensdauer mit steigender Maximaltemperatur T max der TMF Zyklen aufgrund der wachsenden plastischen Verformungen und der zunehmenden Mittelspannungen (bei OP‐TMF) bzw. der wachsenden intergranularen Schädigung (bie IP‐TMF) ab. Diese Zusammenhänge können für IP‐TMF bzw. OP‐TMF getrennt durch die Manson‐Coffin‐Beziehung oder die Schädigungsparameter nach Smith‐Watson‐Topper und Ostergren befriedigend beschrieben werden. Der Einfluß unterschiedlicher Phasenlagenzwischen Temperatur und mechanischer Beanspruchung läßt sich dagegen auch nicht näherungsweise auf einen einheitlichen Zusammenhang zwischen Schädigungsparameter und Lebensdauer abbilden. Die Bewertung von TMF‐Beanspruchungen; durch Ergebnisse isothermer LCF‐Versuche mit gleicher Versuchsfrequenz und jeweils vergleichbaren mechanischen Belastungen führt stets zu einer Lebensdauerüberschätzung, auch wenn als Referenz isotherme Versuche bei der Maximaltemperatur des TMF‐Zyklus herangezogen werden. Dies gilt sowohl für den Vergleich basierend auf mechanischen Beanspruchungsgrößen, als auch für den Vergleich anhand von Schädigungsparametern.