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Keienburg, K.H.; Krueger, H.; Pickert, U.; Bautz, G.
Long-term behaviour of heat-resistant steels and high-temperature materials1987
Long-term behaviour of heat-resistant steels and high-temperature materials1987
AbstractAbstract
[en] In order to obtain information on the material behaviour of Nimonic 90 with and without cold forming at the main temperature of use of 560deg C for large gas turbine blades, creep and relaxation samples were taken from the large volume foot of a gas turbine blade, part of which were tensioned by 3% cold in a tensile test machine. The selected cold forming was obtained as the upper limit from DMS measurements on a gas turbine blade when aligning. The negative effect of cold forming on the creep behaviour known from the literature for other γ hardened nickel base alloys was confirmed. The grain (matrix) is strengthened and the grain boundary is simultaneously weakened by cold forming. The material is also sensitized, so that fine separation occurs in the grain at the sliding bands and at the grain boundaries. Both circumstances contribute to the worsening of the creep behaviour, significantly for stresses below the technical elastic limit in the cold formed state. It follows, relative to large gas turbine blades, that: 1) Aligning operations must be restricted to the absolute minimum necessary and should be avoided completely if possible. 2) Aligned blades should be subjected to renewed solution annealing and separation hardening. 3.) Blades deformed in operation should also be subjected to renewed complete heat treatment. (orig.)
[de]
Um Hinweise zum Werkstoffverhalten des Nimonic 90 mit und ohne Kaltverformung bei der Hauptanwendungstemperatur 560deg C fuer grosse Gasturbinenschaufeln zu erhalten, wurden aus dem voluminoesen Fuss einer Gasturbinenschaufel Zeitstand- und Relaxationsproben entnommen, von denen ein Teil kalt in einer Zugpruefmaschine um 3% gereckt wurde. Die gewaehlte Kaltverformung ergab sich als obere Grenze aus DMS-Messungen an einer Gasturbinenschaufel beim Richten. Der aus der Literatur fuer andere γ'-aushaertende Nickelbasislegierungen bekannte negative Einfluss einer Kaltverformung auf das Zeitstandverhalten wurde bestaetigt. Durch die Kaltverformung wird das Korn (Matrix) verfestigt und gleichzeitig die Korngrenze geschwaecht. Weiterhin wird der Werkstoff sensibilisiert, wodurch sich Feinausscheidungen im Korn an den Gleitbaendern und an den Korngrenzen bilden. Beide Sachverhalte tragen zur Verschlechterung des Zeitstandverhaltens bei, signifikant bei Beanspruchungen unterhalb der technischen Elastizitaetsgrenze des kaltverformten Zustandes. Hieraus folgt, - bezogen auf grosse Gasturbinenschaufeln - dass 1.) Richtoperationen auf das unbedingt notwendige Mass zu beschraenken sind, nach Moeglichkeit voellig vermieden werden sollten, 2.) gerichtete Schaufeln einer erneuten Loesungsgluehung und Ausscheidungshaertung unterzogen werden sollten, 3.) im Betrieb deformierte Schaufeln ebenfalls einer erneuten vollen Waermebehandlung unterzogen werden sollten. (orig.)Original Title
Einfluss geringer Kaltverformung auf das Zeitstandverhalten von Gasturbinenschaufeln aus Nimonic 90
Primary Subject
Source
Verein Deutscher Eisenhuettenleute (VDEh), Duesseldorf (Germany, F.R.); 122 p; 1987; p. 34-44; 10. lecture meeting of Arbeitsgemeinschaft fuer warmfeste Staehle and Arbeitsgemeinschaft fuer Hochtemperaturwerkstoffe on long-term behaviour of heat-resistant steels and high-temperature materials; Duesseldorf (Germany, F.R.); 27 Nov 1987; Copy held by UB/TIB Hannover
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Conference
Country of publication
ALLOYS, ALUMINIUM ALLOYS, BORON ADDITIONS, CHROMIUM ALLOYS, COBALT ALLOYS, CORROSION RESISTANT ALLOYS, CRYSTAL STRUCTURE, FABRICATION, FAILURES, HEAT RESISTING ALLOYS, IRON ALLOYS, MATERIALS WORKING, MECHANICAL PROPERTIES, NICKEL ALLOYS, NICKEL BASE ALLOYS, NIMONIC, SEPARATION PROCESSES, TITANIUM ALLOYS, TURBINES, ZIRCONIUM ADDITIONS
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