Kriterien zur Schädigungsbeurteilung von Hochtemperaturbauteilen aus martensitischen 9-11%-Cr-Stählen

Projektnummer 274

Langzeitig kriechbeanspruchte Bauteile werden zukünftig aus den modernen 9-11%-Chromstählen gefertigt, deren Eigenschaften in diversen Forschungsvorhaben untersucht werden. Dieses Vorhaben soll den Kenntnisstand über das Verformungs- und Schädigungsverhalten dieser Stähle erweitern und vertiefen. Bezug nehmend auf praxisrelevante Temperatur- und Beanspruchungsbereiche wird ein Schädigungsmodell erarbeitet, das zur Weiterentwicklung eines Lebensdauerüberwachungskonzeptes für Bauteile aus martensitischen Stählen dient.

Hierzu werden die bereits begonnenen Zeitstand- und Kriechuntersuchungen an einachsigen und Hohlzylinderproben aus P 91 sowie E 911 fortgesetzt, so dass Prüfzeiten bis über 40.000 h erreicht werden. Zusätzliche stichprobenartige Untersuchungen bei Temperaturen < 600 °C helfen, die Schädigungsmodelle auf praxisnahe Verhältnisse zu erweitern.

Da lichtoptische Verfahren in der Praxis nur bedingt für die Lebensdauerbewertung von Bauteilen geeignet sind, sollen alternative Methoden der Lebensdauerbewertung (Dehnungsmessverfahren, elektronenmikroskopische (TEM)-Untersuchung an Kleinstproben, Ausziehabdrücke und zerstörungsfreie Prüfmethoden wie mikromagnetische Verfahren und die bereits in anderen Forschungsvorhaben entwickelte Ultraschall-Laminografie) eingesetzt werden. Hierzu ist die Fortsetzung der Verformungsmessungen sowie die begleitende zerstörungsfreie Prüfung an realen Bauteilen zur Validierung der Laborprobenergebnisse und der numerischen Simulation zur Lebensdauerberechnung geplant.

Die Ergebnisse werden Eingang finden in die VGB-Gefügerichtreihe TW 507.

Das Projekt wird vom 1. Januar 2005 bis zum 31. Dezember 2007 unter der Leitung von Dr. Karl Maile (MPA Stuttgart) und Dr. Peter Seliger (Siempelkamp Prüf- und Gutachtergesellschaft mbH) durchgeführt. Es wird unter der Projektnummer 229 maßgeblich aus Mitteln der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e. V. (AVIF) finanziert. Das Vorhaben wird durch die Arbeitsgruppe W 12 ("Restlebensdauer") der Arbeitsgemeinschaft "Warmfeste Stähle" betreut. Seitens VGB begleitet der Fachausschuss "Werkstoffe und Qualitätssicherung" die Untersuchungen.

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