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Combining 2D and 3D characterization techniques for determining effects of HIP-rejuvenation after fatigue testing of SX microstructures

Dennstedt, Anne und Lopez-Galilea, Inmaculada und Ruttert, Benjamin und Theisen, Werner und Bartsch, Marion (2022) Combining 2D and 3D characterization techniques for determining effects of HIP-rejuvenation after fatigue testing of SX microstructures. EuroSuperalloys 2022 - 4th European Symposium on Superalloys and their Applications, 18.-22. Sep. 2022, Bamberg, Deutschland.

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Kurzfassung

Geometrically complex turbine blades made of single crystal (SX) Ni-base superalloys operate at high temperatures and high alternating stresses. During service, pores and precipitates act as stress concentrators leading to crack initiation and propagation until failure [1]. Elimination or healing of such damage can be achieved by applying a hot isostatic pressing (HIP) rejuvenation treatment. In this work, a correlative approach is presented by combining 2D and 3D characterization techniques for determining microstructural heterogeneities in SX microstructures after both fracture in high temperature low cycle fatigue (LCF) and after subsequent HIP rejuvenation. The material of the specimens was processed either by casting or electron beam powder bed fusion (EPBF), respectively [2]. LCF tests were performed on miniature specimens at 950 °C in tension-tension with a load ratio of 0.62 to 0.65 with a frequency of 0.25 Hz [3, 4]. Half of each fractured specimen was prepared for scanning electron microscopy (SEM) on a 2D cross section. The opponent half was used to monitor the spatial arrangement of the accumulated damage status in 3D via X-ray tomography, post LCF and after HIP-rejuvenation, respectively. Subsequent to X-ray tomography after the HIP-rejuvenation the same specimen was subjected to series of metallographic cross sections for achieving complementary 2D information at higher resolution by means of large-scale SEM panorama micrographs. By combining the 3D and 2D data statistical volume related quantities were achieved while detailed characteristics were assigned to individual defects by fitting 2D SEM micrographs into the corresponding 3D volume as Fig. 1 highlights. This technique is in general appropriate for length-scale bridging microstructural investigations. References [1] P. Caron, C. Ramusat, MATEC Web of Conferences, 2014, 14, 13002. [2] C. Körner, M. Ramsperger, C. Meid, D. Bürger, P. Wollgramm, M. Bartsch, and G. Eggeler Metallurgical and Materials Transactions A, 2018, 49(9), 3781-3792. [3] C. Meid, U. Waedt, A. Subramaniam, J. Wischek, M. Bartsch, P. Terberger, R. Vaßen Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2019, 50, 777–787. [4] C. Meid, A. Dennstedt, M. Ramsperger, J. Pistor, B. Ruttert, I. Lopez-Galilea, W. Theisen, C. Körner, M. Bartsch Scripta Materialia 168, 2019, 124–128.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/190277/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Combining 2D and 3D characterization techniques for determining effects of HIP-rejuvenation after fatigue testing of SX microstructures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dennstedt, AnneAnne.Dennstedt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopez-Galilea, InmaculadaRuhr-Universität BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ruttert, BenjaminRuhr-Universität BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Theisen, WernerRuhr-Universität BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartsch, Marionmarion.bartsch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 September 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nickelbasis-Superlegierung, Ermüdung, Hochtemperaturverhalten, HIP, Computertomographie, SEM
Veranstaltungstitel:EuroSuperalloys 2022 - 4th European Symposium on Superalloys and their Applications
Veranstaltungsort:Bamberg, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:18.-22. Sep. 2022
Veranstalter :DGM
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Experimentelle und numerische Methoden
Hinterlegt von: Dennstedt, Dr. Anne
Hinterlegt am:28 Nov 2022 09:01
Letzte Änderung:28 Nov 2022 09:01

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