Einfluß der Wärmeeinflußzone und der Oxidation auf die Ausbreitung kurzer Risse in CMSX-4

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Einkristalline Superlegierungen sollen zukünftig nicht nur in Flugturbinen, sondern auch in stationären Gasturbinen eingesetzt werden. Das veränderte Anforderungsprofil, wie höhere Kräfte und längere Standzeiten, verlangt eine gute Kenntnis der ablaufenden Schädigungsmechanismen, insbesondere der Bildung und Ausbreitung kurzer Risse. Turbinenschaufeln werden in der Regel gekühlt, wobei im Bereich der Kühlbohrungen durch den Fertigungsvorgang Mikrorisse entstehen können. In dem geplanten Forschungsvorhaben soll die Bildung von Mikrorissen durch Thermoschock und die Ausbreitung dieser Risse durch das lokal veränderte Gefüge als Funktion der Temperatur untersucht werden. Die Messungen werden im Temperaturbereich zwischen 500° und 1000°C durchgeführt, wobei die Verformungsgeschwindigkeit gezielt variiert werden soll, um den Einfluß der Oxidation auf die Rissausbreitung Untersuchungen zu können. Einzelne Lastwechsel sollen nach vorgegebenen Zyklenzahlen in situ im REM durchgeführt werden, um den Einfluß der Oxidation auf das Rißschießen und damit auf die Verlangsamung der Rißausbreitung von der Rißbeschleunigung durch lokale Oxidation trennen zu können. Anhand der Ergebnisse soll das Jeff-Konzept zur Lebensdauervorhersage erweitert werden, um die Wechselwirkung zwischen Oxidation und lokaler Verformung zu berücksichtigen.