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Vortrag

Doppelscher-Kriechversuche an einkristallinen Ni-Basis-Superlegierungen

Wednesday (04.12.2019)
15:55 - 16:15 Uhr

Scherkriechversuche eignen sich besonders gut, um die elementaren Verformungsmechanismen in einkristallinen Ni-Basis-Superlegierungen zu untersuchen. Durch die Verwendung einer Doppelscherprobe ist es möglich spezifische kristallographische Gleitsysteme direkt zu aktivieren und das Scherkriechverhalten unterschiedlicher Systeme miteinander zu vergleichen. Darüber hinaus stellt es einen einfachen Fall mehrachsiger Belastung dar (σ1=- σ3, σ2=0) und kann zur Validierung von Referenzspannungsvorgängen genutzt werden. Der Doppelscherversuch hat gegenüber anderen Scherversuchstechniken eine Reihe von Vorteilen und wurde mehrfach zur Untersuchung des Kriechens von Konstruktionswerkstoffen eingesetzt. Die Probe besteht aus zwei äußeren Lastflügeln und einem inneren zentralen Belastungspunkt. Dazwischen liegen zwei Scherzonen, die sich parallel verformen. Die Schubspannung wird eingeleitet, indem die beiden unteren Flächen der äußeren Belastungsabschnitte nach oben gezogen und gleichzeitig die Oberseite des zentralen Belastungsabschnitts in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird.

In der vorliegenden Arbeit werden die beiden kristallographischen Systeme <11-2>{111} und <01-1>{111} miteinander verglichen. Dazu wurden Kriechparameter wie der Norton-Exponent n und die scheinbare Aktivierungsenergie Q mittels bestimmt. Dafür wurden sowohl Versuche bei konstanten Kraft- und Temperaturbedingungen als auch Versuche mit veränderlicher Last und Temperatur durchgeführt. Weiterhin wurden die Mikrostrukturen beider Schersysteme nach verschiedenen Scherdehnungen mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht, um die wirksamen Verformungsmechanismen zu untersuche. Anhand dieser Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass sich das <11-2>{111}-Schersystem deutlich schneller verformt als das <01-1>{111}-Schersystem. Im Falle des <11-2>{111}- Schersystems haben die zwei Versetzungsfamilien eine gleich große aufgelöste Scherspannungen, während im Falle des <01-1>{111}- Schersystem nur eine Versetzungsfamilie eine ausreichende mechanische Antriebskraft erfährt.

Sprecher/Referent:
David Bürger
Ruhr-Universität Bochum
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Gunther Eggeler
    Ruhr-Universität Bochum