Einfluss der Mikrostruktur auf das Ermüdungsverhalten einkristalliner Nickelbasis-Superlegierungen bei Hochtemperatur

Abstract

In dieser Arbeit wird der Einfluss von mikrostrukturellen Defekten und Inhomogenitäten auf das Ermüdungsverhalten einer einkristallinen Nickelbasis-Superlegierung bei Hochtemperatur untersucht. Ermöglicht wird dies durch eine miniaturisierte Versuchstechnik, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt und erfolgreich erprobt wurde. Es wurden Low Cycle Fatigue Versuche (lastgesteuert, T=950°C, R≈0,6) an drei Materialvarianten mit verschiedenen Defektgrößen und -verteilungen durchgeführt. Bei entlang der <100>-Richtung orientierten Proben entstehen Risse an Defekten, wie z.B. Erstarrungsporen. Die Porenanordnung in Bezug zur Lastrichtung hat bei äquivalenter kristallographischer Orientierung und gleichem Porenvolumen einen Einfluss auf die Lebensdauer. Bei vergleichbaren Porenvolumengehalten führen kleinere Poren zu einer längeren Lebensdauer als große Poren. Proben, in denen Porengehalt und -größe durch heiß-isostatisches Pressen reduziert wurden, zeigen die längste Lebensdauer.