Über die Dauerschwingfestigkeit der Stähle bei erhöhten Temperaturen: Spannung-Bruchzeit-Linien warmfester Stähle unter wechselnder Belastung im Temperaturbereich von 500 bis 700°C

Die mechanischen und thermischen Beanspruchungen der Werkstoffe im chemischen Apparatebau, in Rohrleitungs-, Kessel- und Turbinenanlagen, in Flugzeugen und Flug korpern sowie im Reaktorbau sind derart unterschiedlich, daB die Kennzeichnung des Werkstoffverhaltens durch Angabe eines einzigen physikalischen oder mechanischen Kennwertes unmoglich ist. So werden z. B. fiir das mechanische Festigkeitsverhalten die Ergebnisse sowohl aus Zeitstand- und Warmschwingungsversuchen als auch aus Tem peraturwechsel-(Warmeschock-)Versuchen herangezogen, je nachdem, ob die Bauteile bei gleichbleibender Temperatur einer ruhenden oder schwingenden Beanspruchung unterliegen oder haufigeren schnellen Temperaturwechseln durch Warmezufuhr und -entzug ausgesetzt sind. Dariiber hinaus muB bei der Bewertung hochwarmfester Werk stoffe noch deren Hitze-, Zunder- und Korrosionsbestandigkeit beachtet werden. Die Festigkeitseigenschaften werden zwar durch die chemische Zusammensetzung, Her stellung, Weiterverarbeitung und Warmebehandlung sowie durch den hierdurch er reich ten Gefiigezustand der Werkstoffe bestimmt, doch bleibt der so in warmfesten Stahl en oder Legierungen erreichte " stabile" Gefiigezustand bei Hochtemperatur Beanspruchungen nicht erhalten; denn in den unter Betriebsbedingungen beanspruchten Werkstoffen konnen je nach Temperatur, Beanspruchungshohe und -dauer strukturelle Veranderungen eintreten, die z. B. durch Zerfall von Mischkristallen oder Auflosung und Umwandlung einzelner Phasen gekennzeichnet sind, wobei auBerdem noch das umgebende Medium (Verbrennungsgase, Kiihlfliissigkeiten) sowie Oxydation und Korrosion eine wesentliche Rolle spielen konnen. Mit dem Warmeschockverhalten bzw. der Temperaturwechselbestandigkeit [1, 2] von Stahlen und Hochtemperaturwerkstoffen beschaftigen sich z. B. Untersuchungen von F. EICHHORN [3] sowie F. BOLLENRATH und R. SONNTAG [4].

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Versuchsdurchführung.- 2.1 Versuchsplan.- 2.2 Versuchswerkstoffe.- 2.3 Prüfstabformen.- 2.4 Prüfeinrichtungen und Versuchsverfahren.- 3. Versuchsergebnisse.- 3.1 Einzelwerte der Dauerschwing- und Zeitstandversuche.- 3.2 Spannung-Bruchzeit-Linien unter ruhender und wechselnder Belastung.- 3.3 Beziehungen zwischen den verschiedenen Festigkeitswerten.- 3.4 Zeitliche Änderung der Kerbwirkungszahlen.- 3.5 Dauerschwing- und Zeitstandversuche an NiCr[Co]-Legierungen.- 3.6 Bereiche der 300-h-Warmschwingungsfestigkeiten für verschiedene Werkstoffgruppen.- 3.7 Metallographische Untersuchung an langzeitig wechselbeanspruchten Proben.- 4. Zusammenfassung.- 5. Literaturverzeichnis.- a) Zahlentafeln 1 bis 20.- b) Abbildungen 1 bis 42.