Schädigung und Lebensdauer martensitischer Stähle für Niederdruck-Dampfturbinenschaufeln bei Ermüdungsbeanspruchung im VHCF-Bereich

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Tilmann Beck
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2010 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 172190383

Niederdruck-Dampfturbinenschaufeln aus martensitischen 9-12 % Cr-Stählen unterliegen zyklischen Biege- und Torsionsbelastungen mit Frequenzen bis über 1000 Hz. Bei Leit-Schaufeln stellen diese den überwiegenden Anteil der mechanischen Beanspruchung dar, bei Laufschaufeln sind der zyklischen Belastung hohe fliehkraftbedingte Zugmittelspannungen überlagert. Im beantragten Vorhaben soll daher das Lebensdauer- und Versagensverhalten eines martensitischen Cr-Stahls bei Ermüdungsbelastung ohne und mit hohen Mittespannungen bei Bruchlastspielzahlen über 108 untersucht werden. Die Schädigungsprozesse werden durch Identifikation erster Oberflächenanrisse über Rasterelektronenmikroskopie (REM), Freilegen der Rissspitzen mittels fokussierter Ionenstrahlung (FIB) und Analyse der Ausscheidungs- und Versetzungsmikrostruktur im Bereich der Rissspitze mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) analysiert. Volumenanrisse werden in den Bruchflächen rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Versagensauslösende Details der Rissfläche wie z.B. Einschlüsse werden über FIB-Zielpräparation der Untersuchung im analytischen TEM zugänglich gemacht..

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1466: Infinite Life for Cyclically Loaded High Performance Materials
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Lorenz Singheiser