Schädigungsentwicklung von Cr-Stählen

Projektnummer 211

Ziel des Projektes ist die Erweiterung des Kenntnisstandes über den zeitlichen Ablauf der Schädigung infolge Kriechbeanspruchung in modernen 9%-Chromstählen auf der Grundlage experimenteller Untersuchungen unter praxisnahen Beanspruchungsbedingungen. Darauf aufbauend sollen Methoden zur Überwachung und zur Vermeidung von Bauteilversagen infolge Kriechschädigung in Regelwerke umgesetzt werden. Als Modellwerkstoffe sind die marten-sitischen Stähle X10CrMoVNb9-1 (P 91) und X11CrMoWVNb9-1-1 (E 911) vorgesehen, wobei zusätzlich auch wärmebehandelte Varianten des Werkstoffs P 91 untersucht werden.

Das Projekt umfasst eine Vielzahl von experimentellen Untersuchungen:

Darüber hinaus sind intensive metallografische und fraktografische Untersuchungen erforderlich, um eine Charakterisierung des Schädigungszustands des Werkstoffs vornehmen zu können. Dabei sind insbesondere die Bildung von Ausscheidungen und Poren sowie die Veränderung der Korngröße von Interesse.

Parallel zu den experimentellen Untersuchungen werden numerische Berechnungen unter Verwendung der Finite-Elemente Methode durchgeführt. Diese numerischen Analysen werden sowohl zur Nachrechnung der Betriebsbeanspruchungen im Kraftwerk Schwarze Pumpe sowie zur Vorausrechnung der Laborversuche herangezogen. Dabei ist der Mehrachsigkeitsgrad im Kraftwerk von Interesse, um die Geometrie der Hohlzylinder entsprechend den Verhältnissen der Praxis festlegen zu können. Darüber hinaus können mit Hilfe von inelastischen FE-Rechnungen Umlagerungsvorgänge sowie Änderungen in der Mehrachsigkeit in Abhängigkeit von der Betriebszeit berechnet werden.

Dieses Projekt wird von der Staatlichen Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart, Professor Dr.-Ing. Eberhard Roos, zusammen mit der Siempelkamp Prüf- und Gutachtergesellschaft, Dresden, durchgeführt. Das Projekt wirdl in der Zeit vom 1. Juli 2000 bis zum 31. Juni 2003 bearbeitet.