Untersuchung der zeitabhängigen Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Überhitzerrohrwerkstoffen nach Kaltverformung

Projektnummer 301

Das Vorhaben setzt die mit dem AiF-geförderten VGB-Forschungsprojekt 241 „Einfluss der Kaltverformung auf das Zeitstandverhalten austenitischer Stähle und Nickelbasislegierungen“ begonnenen Untersuchungen fort.

Im Vorläuferprojekt ist für eine Reihe von austenitischen Stählen und eine typische Nickelbasislegierung vom Typ Alloy 617 der Einfluss der Kaltverformung auf das Zeitstandverhalten untersucht worden.

Die aus geraden Rohrsegmenten gefertigten Rohrstegproben zeigen im Zeitstandversuch bei einer eingebrachten Kaltverformung bis zu 30 % folgende Eigenschaften:

  • Die erreichten Kriechdehnungen staffeln sich in Abhängigkeit von der Kaltverformung.
  • Die Kriechgeschwindigkeiten nehmen mit zunehmendem Verformungsgrad ab.
  • Eine Verschlechterung der Zeitstandeigenschaften wurde mit zunehmendem Reckgrad bisher nicht festgestellt.
  • Kaltverformte Proben zeigen im Kriechversuch eine deutliche Verringerung der Bruchdehnung und der lokalen Brucheinschnürung.
  • Kaltverformte Proben neigen zu Sprödbruchverhalten, was die Beurteilung im Betrieb erschwert.

Diese Erkenntnisse beschränken sich aber bisher auf Versuchsdauern bis zu etwa 10.000 Stunden.

Im geplanten Vorhaben werden darüber hinaus weitere Werkstoffe untersucht:

  • DMV 304 HCu (DMV),
  • AC 66 mod. (DMV),
  • Sanicro 25 (Sandvik),
  • Alloy 263 (ThyssenKrupp VDM).

In einem neu aufgenommenen Teilprojekt wird, getrennt nach dick- und dünnwandigen Rohren, ergänzend noch die Relaxationsempfindlichkeit für die Werkstoffe AC 66 mod., Sanicro 25, Alloy 263 und Alloy 617 mittels Gleebleanlage untersucht.

In einem weiteren neu aufgenommen Teilprojekt wird der Einfluss der Kaltverformung auf das Zeitstandverhalten für den Werkstoff Alloy 740 (Special Metals) untersucht. Wie für die anderen kaltverformten Werkstoffe werden Warmzugversuche, Zeitstandversuche bis 30.000 h, Glühversuche und langsame Warmzugversuche bei 0 und 30 % Reckung durchgeführt. 

Das Projekt wird vom 1. Januar 2007 bis zum 31. Dezember 2010 unter der Leitung von Prof. Christina Berger am Institut für Werkstoffkunde der Technischen Universität Darmstadt unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik (Prof. Peter Gumbsch), Freiburg, durchgeführt. Es wird maßgeblich aus Mitteln der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e. V. ( AVIF , Projektnummer 238) finanziert. Seitens VGB, der sich an der Industriefinanzierung beteiligt, begleitet der Fachausschuss Werkstoffe und Qualitätssicherung die Untersuchungen.

Das Projekt ist dem Schwerpunktforschungsprogramm "Neue Werkstoffe für Kraftwerke” (NWK) zugeordnet.

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Projektergebnisse

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