Monotone und zyklische mechanische Untersuchungen zur Hochtemperaturplastizität einkristalliner Superlegierungen

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit untersucht die Hochtemperaturplastizität einkristalliner Nickelbasis-Superlegierungen anhand von Hochtemperatur-Zugversuchen, Kriechversuchen und gegenphasigen thermomechanischen Ermüdungsversuchen. Ein kritischer Vergleich dieser Methoden unter Verwendung derselben Legierung mit <001>-orientierten Proben im Temperaturbereich von 750°C bis 950°C wird durchgeführt. Bei 800°C konnte eine Fließspannungsanomalie nachgewiesen werden. TEM-Analysen belegen die Bildung von Kear-Wilsdorf-Locks. Kriechversuche zeigen eine gewöhnliche Zunahme der Kriechrate im selben Temperaturbereich. Bei 950°C dominieren in beiden Versuchsarten Versetzungsklettern in γ-Kanälen und paarweises Schneiden von γʼ-Ausscheidungen. Ermüdungsversuche zeigen, dass die Lebensdauer von der Oberflächenqualität abhängt und bei längeren Heizzeiten weniger Zyklen bis zum Versagen auftreten. Weitere Untersuchungen zu isothermen Ermüdungsversuchen und Oxidschichtwachstum ergänzen die Analyse.