Numerische und experimentelle Untersuchungen zum Kriechrißwachstum

Das Kriechrißwachstum wurde für die beiden Werkstoffe Ni Cr 22 Co 12 Mo bei 900 Grad C und NIMONIC 80 A bei 650 Grad C experimentell ermittelt und insbesondere in Abhängigkeit vom Beanspruchungsparameter C hoch *-Integral dargestellt. C hoch * wurde numerisch entsprechend der beiden Definitionen als Linienintegral und als Energiefreisetzungsrate berechnet. Die Übereinstimmung zwischen den experimentellen und numerischen Ergebnissen ist gut. Die experimentelle Ermittlung von C hoch * beruht im wesentlichen auf einer Näherungsformel, die einen geometrieabhängigen eta-Faktor enthält, der wie die Finite-Elemente-Rechnungen zeigen, sehr genaue Ergebnisse liefert. Für Proben- und Rißgeometrien, für die eta-Faktoren nicht tabelliert bzw. bekannt sind, muß eta berechnet werden. Nur so ist es möglich, für solche Proben zuverlässige C hoch *-Werte experimentell zu bestimmen. Für stationäre, sekundäre Kriechbedingungen kann das Kriechrißwachstum mit dem Beanspruchungsparameter C * durch Potenzges etz beschrieben werden. Es gibt jedoch einige Grenzen, die dabei berücksichtigt werden müssen. Die Grenze durch starke Rißspitzenabstumpfungen wurden bei den innengekerbten Flachzugproben aus Ni Cr 22 Co 12 Mo ermittelt. Die Grenze durch nicht zu vernachlässigende Plastifizierung wurde bei einer hochbelasteten zweiseitigekerbten Flachzugprobe aus NIMONIC 80 A erreicht. Das Kurzzeitverhalten mit Vorliegen elastischer Effekte wurde bei dem Werkstoff NIMONIC 80 A während der Anfangszeiten der Versuche bei noch relativ kleinen Kriechzonen beobachtet. In diesem Bereich wird das Kriechrißwachstum über ein Potenzgesetz durch den Spannungsintensitätsfaktor K beschrieben.