Quantitative physikalische Modellierung der Auswirkung von Ausscheidungen im Subkorninneren auf die Kriechkurve und die Lebensdauer von martensitischen 9-12% Cr-Stählen
Sprache des Vortragstitels:
Deutsch
Original Tagungtitel:
Langzeitverhalten warmfester Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe, Neues aus Anwendung und Forschung, 45. Vortragsveranstaltung
Sprache des Tagungstitel:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Diese Arbeit befasst sich mit einem physikalischen Modell für das Kriechverhalten von martensitischen 9-12% Cr-Stählen, welches in der Lage ist, die mikrostrukturelle Entwicklung parallel zum Kriechverhalten zu simulieren. Gute Kriechsimulationen sind von besonderem Interesse, da die Durchführung von experimentellen
Kriechversuchen sehr kostenintensiv und zeitaufwendig (10+ Jahre) ist. In dem
vorliegenden Artikel wird das bestehende Kriechmodell der Forschungsgruppe von Prof. Sonderegger erweitert, sodass auch die Auswirkung der Morphologie von
Ausscheidungen im Subkorninneren auf Kriechkurven und Lebensdauer
miteinbezogen wird. Das Modell basiert auf Ratengleichungen für die Entwicklung verschiedener Versetzungstypen und von Subkörnern. Nach Evaluierung aller
Wechselwirkungen kann aus der Entwicklung mobiler Versetzungen mit dem Orowan-Gesetz die Kriechdehnrate berechnet werden. Im Gegensatz zum ursprünglichen
Orowan-Gesetz wurde die Gleitgeschwindigkeit in weiterentwickelten Modellen durch
eine effektive Geschwindigkeit ersetzt, welche auch Klettern über Ausscheidungen berücksichtigt. Eine Erweiterung des bestehenden Kriechmodells beinhaltet die
Einführung eines Seitenverhältnisses (auch aspect ratio genannt), um auch nadeloder
plattenförmige Ausscheidungen im Subkorninneren in die
Mikrostrukturentwicklung miteinzubeziehen. Der Einfluss von Anzahl, Größe und Morphologie verschiedener Ausscheidungen im Subkorninneren auf die Kriechkurve
bzw. die Lebensdauer wird nun mittels zweier Parameterstudien an P91 untersucht. Diese Simulationen können als Grundlage für die weitere Entwicklung von Werkstoffen im Hinblick auf Ausscheidungsphasen im Subkorninneren genutzt werden.