ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Thermal-mechanical and isothermal fatigue behaviour of the nickel-base superalloy IN 792 CCMany components used in high temperature applications are exposed to complex thermal-mechanical loadings during operation. For this reason the effect of start-stop-cycles with thermalmechanical fatigue (TMF) as consequence was investigated by means of In-Phase(IP)and Out-of-Phase (OP) TMF tests. The fatigue life of the γ'hardend nickel-base cast superalloy IN 792 CC decreases with increasing maximum temperatures Tmax of the TMF cycles, due to the increasing plastic deformations and the increasing mean stress (OP-TMF) or increasing intergranular; damage (IP-TMF), respectively. These relations can be satisfactorily described using the Manson-Coffin-relationship or the damage parameters of Smith-Watson-Topper and Ostergren. By contrast, the influence of different phase shifts between temperature and mechanical loading also cannot be approximately described with one consistant relation between damage parameters and fatigue life. The evaluation of TMF loadings based on results from isothermal LCF-tests with the same frequency and respective mechanical strain leads always to an overrating of the fatigue life, even if the temperature of the isothermal test is the maximum temperature of the TMF cycle. This applies when comparing mechanical loading values as well as when comparing damage parameters.
Notes:
Beim Betrieb von Anlagen unter erhöhter Temperatur sind Bauteile Komplexen thermisch-mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Deshalb wurde die Auswirkung von wiederholten Anfahr- und Abfahrvorgängen, die thermisch-mechanische Ermüdungsbelastungen (TMF) zur Folge haben, mit Hilfe von Out-of-Phase (OP) und In-Phase (IP) TMF Experimenten untersucht. An der γ'verfestigten Nickelbasis-Gußlegierung IN 792 CC nimmt die Lebensdauer mit steigender Maximaltemperatur Tmax der TMF Zyklen aufgrund der wachsenden plastischen Verformungen und der zunehmenden Mittelspannungen (bei OP-TMF) bzw. der wachsenden intergranularen Schädigung (bie IP-TMF) ab. Diese Zusammenhänge können für IP-TMF bzw. OP-TMF getrennt durch die Manson-Coffin-Beziehung oder die Schädigungsparameter nach Smith-Watson-Topper und Ostergren befriedigend beschrieben werden. Der Einfluß unterschiedlicher Phasenlagenzwischen Temperatur und mechanischer Beanspruchung läßt sich dagegen auch nicht näherungsweise auf einen einheitlichen Zusammenhang zwischen Schädigungsparameter und Lebensdauer abbilden. Die Bewertung von TMF-Beanspruchungen; durch Ergebnisse isothermer LCF-Versuche mit gleicher Versuchsfrequenz und jeweils vergleichbaren mechanischen Belastungen führt stets zu einer Lebensdauerüberschätzung, auch wenn als Referenz isotherme Versuche bei der Maximaltemperatur des TMF-Zyklus herangezogen werden. Dies gilt sowohl für den Vergleich basierend auf mechanischen Beanspruchungsgrößen, als auch für den Vergleich anhand von Schädigungsparametern.
Additional Material:
19 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19970280315
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