Hochtemperaturprüfung – Ein Beitrag zur Werkstoffentwicklung und -qualifizierung sowie Simulation der Bauteilbeanspruchung

Autor: Christina Berger, Michael Schwienheer, Falk Müller, M. Schein, Stefan Linn, Alfred Scholz, C. Walther
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 38:372-378
ISSN: 1521-4052
0933-5137
Popis: Parallel zur fortlaufenden Weiterentwicklung von Dampf- und Gasturbinen sowie Maschinen der Verkehrstechnik einerseits und Randbedingungen wie niedrigem spezifischen Brennstoffverbrauch und hinreichender Umweltvertraglichkeit andererseits wird das Ziel verfolgt, durch Anhebung von Prozessparametern wie Temperatur und Druck eine Wirkungsgradsteigerung zu erreichen. Diese Bestrebungen wirken sich insbesondere auf die thermisch und mechanisch hoch beanspruchten Bauteile von thermischen Maschinen und Anlagen aus. Weitgehend unerforscht ist die Wechselwirkung zwischen den durch chemische Zusammensetzung, Herstellungsprozess und Warmebehandlung bestimmten Gefugemerkmalen, den Anderungen der Mikrostruktur infolge mehraxialer Beanspruchung und der sich daraus ableitenden, zeitabhangigen Verformung und Festigkeit. Vor diesem Hintergrund lassen sich durch verfeinerte Methoden bei der Ermittlung der Werkstoffeigenschaften, deren Modellierung und Ubertragung auf das Bauteil Wandstarken optimieren und Wirkungsgrade steigern. Bei der Ermittlung der statischen und zyklischen Werkstoffeigenschaften auch an fehlerbehafteten Proben treten Unsicherheiten auf, die einerseits vom Prufverfahren und der Auswertung herruhren konnen, andererseits aber auch vom Werkstoff und dessen Herstellungsverfahren beeinflusst werden. Insgesamt besteht daher die Forderung nach zuverlassiger Ermittlung von Werkstoffeigenschaften und Methoden zur Behandlung von Streubandern und deren mathematisch-statistischer Beurteilung. Fur die Simulation werden konsistente Werkstoffdaten benotigt, die die komplexe Wechselwirkung von Temperatur, Beanspruchungsdauer und Beanspruchungsart beschreiben. Insgesamt handelt es sich um Masnahmen zur Qualifizierung des gesamten Prozesses von der Herstellung bis zum Betriebsverhalten von Bauteilen. High temperature testing – A contribution to alloy development, alloy qualification and simulation of component loading In parallel to continued developments of steam and gas turbines as well as traffic engineering machines on the one hand, and marginal conditions like low specific fuel consumption and sufficient environment-friendliness on the other hand, the aim of improving the degree of efficiency by augmenting process parameters such as temperature and pressure is being followed. These efforts impact especially components of thermic machines and facilities subject to high thermal and mechanic exposure. Still largely unexplored is the interaction between microstructure characteristics determined through chemical composition, production processes and heat treatment, changes in the microstructure due to multiaxial load and the time-dependent deformation and stability resulting hereof. With regard to this background, improved methods of material properties determination, their modelling and transfer on the component enable to optimize wall thicknesses and degrees of efficiency. In the course of evaluation of static and cyclic material properties carried out also on faulty specimens, uncertainties occur which can originate from the testing process and analysis, as well as being influenced by the material itself and its process of production. Altogether, the demand for reliable determination of material properties and methods of scatterband treatment and their mathematical-statistical evaluation is in business. For simulation, consistent material datasets that describe the complex interaction between temperature, period of exposure and type of exposure are needed. Summarizing, the tasks dealt with qualify the entire process from production to the operational behaviour of components.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: