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Advanced thermal gradient mechanical fatigue testing of CMSX-4 with an oxidation protection coating

Baufeld, Bernd und Bartsch, Marion und Heinzelmann, Michael (2007) Advanced thermal gradient mechanical fatigue testing of CMSX-4 with an oxidation protection coating. International Journal of Fatigue, 30 (2), Seiten 219-225. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2007.01.034.

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Offizielle URL: http://www.elsevier.com/locate/ijfatigue

Kurzfassung

Frequently, turbine blades are cooled internally, which generates thermal gradients over the blade wall and, consequently, multi-axial stresses in addition to stresses due to centrifugal forces. In order to study these conditions, a new thermal gradient mechanical fatigue (TGMF) testing equipment with a lamp furnace has been developed. The advantages of this furnace are high power (16 lamps a 1000 W), controlled thermal gradients, high heating and cooling rates, and lamp lives exceeding 8000 thermal cycles. The studied material system was the single-crystalline superalloy CMSX-4 with a NiPtAl oxidation protection coating. Different TGMF tests with a maximal surface temperature of 1050C, mechanical loads up to 400 MPa, and cycle numbers up to 9000 resulted in microstructural changes and defects, reflecting in each case the particular temperature, thermal gradient, and local stresses. For example, phase evolution of the metal coatings and rafting of the g/g0 substrate morphology was investigated. Furthermore, cracks at the inner specimen surface and at substrate pores were detected. The observed morphology and defects were related to the applied thermomechanical loads using finite element calculations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/50306/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Advanced thermal gradient mechanical fatigue testing of CMSX-4 with an oxidation protection coating
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Baufeld, BerndKatholieke Universiteit Leuven, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartsch, MarionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinzelmann, MichaelUniversity of Applied Sciences, Bonn-Rhein-Sieg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2007
Erschienen in:International Journal of Fatigue
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:30
DOI:10.1016/j.ijfatigue.2007.01.034
Seitenbereich:Seiten 219-225
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Defects; Cracks; Stress analysis; Superalloys; Thermomechanical fatigue/cycling
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:L VU - Luftverkehr und Umwelt (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L VU - Luftverkehr und Umwelt
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Schadstoffarmer Luftverkehr (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung
Hinterlegt von: Bartsch, Dr.-Ing. Marion
Hinterlegt am:16 Nov 2007
Letzte Änderung:27 Apr 2009 14:08

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