DE860559C

DE860559C - Kurzpruefverfahren zur Ermittlung der Zeitstandfestigkeit warmfester Staehle und Legierungen

Info

Publication number: DE860559C
Application number: DEG6098A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr-Ing Theis
Original assignee: Gussstahlwerk Witten AG
Current assignee: Gussstahlwerk Witten AG
Priority date: 1951-05-18
Filing date: 1951-05-18
Publication date: 1952-12-22

Description

Warmfeste Stähle und Legierungen sind bisher nach dem DVM-lLurzprüfverfahren (DIN Vornorm A II7/II8) auf ihre Warmfestigkeitseigenschaften für langzeitige Belastungen geprüft worden. Das Verfahren geht davon aus, daß die Dehngeschwindigkeit im Laufe der Zeit abklingt und wesentliche Dehnungen deshalb nicht mehr auftreten können. Bestimmt wird aus diesem Grunde nur die Dehngeschwindigkeit, die in der 25. bis 35. Versuchsstunde 5 bis IoX Io-40/o nicht überschreiten darf. Als Sicherheitsmaßnahme ist noch die Einschränkung gemacht, daß die bei der Versuchstemperatur gemessene bleibende Dehnung nach 45 Versuchsstunden unter 0,2 0/o liegen muß.
Ausgedehnte Untersuchungen der letzten Jahre haben ergeben, daß bei Temperaturen über 450 bis 5000 dieses Prüfverfahren den tatsächlichen Verhältnissen nicht entspricht. Belastungen in Höhe der DVM-Kriechgrenze führen in den meisten Fällen bereits bei Langzeitbelastungen unter 10 000 Stunden zum Bruch.. Man ist deshalb in den letzten Jahren allgemein dazu übergegangen, Langzeitversuche zu fahren und die Zeitstandfestigkeit, d. h. diejenige Zeit, die zum Bruch der Probe erforderlich ist, zu bestimmen. Da den Konstrukteur aber gleichzeitig noch die bleibende Dehnung interessiert, wird durch Zwischenausbau nach Erkalten der Proben die bleibende Dehnung bestimmt. Es ist üblich geworden, in die ZeitstandfestiigkeitsschaubiLder aueh gleichzeitig noch die o,2 °/o- und 1 °/O-Dehngrenze einzuzeichnen, um dem Konstrukteur bei Bauteilen, die nur eine geringe Dehnung haben dürfen, z. B. bei Dampfturbinen, die tatsächlich mögliche Belastung angeben zu können. Dieses Verfahren hat aber den großen Nachteil, daß es sehr langwierig ist und man zur endgültigen Bestimmung der Qualitätseigenschaften bis zu Versuchszeiten von 10 Jahren gehen muß. Es konnte nun die überraschende Feststellung gemacht werden, daß die bleibende Dehnung einer Exponentialfunktion folgt nach der Gleichung y = a xb, d. h. also die Dehnkurven verlaufen in normaler graphischer Darstellung in Abhängigkeit von der Belastung als Exponentialkurven und ergeben im doppellogarithmischen Maßstab Geraden (Abb. 1). Die Neigung dieser Geraden wird von dem Exponenten b bestimmt.
Versuche haben ergeben, daß dieser Exponent eine kennzeichnende Konstante für jede Schmelze und jeden Behandlungszustand ist. Der Faktor ist veränderlich und bestimmt nur die Lage der Geraden im Schaubild. Weiterhin ergab sich die überraschende Feststellung, daß die Zeitstandkurve parallel zu den Zeitdehnkurven verläuft (Abb. 2).
Daraus ergibt sich nun wieder, daß die Zeitstandfestigkeitswerte in Abhängigkeit von dem Exponenten b, aufgetragen im doppellogarithmischen Maßstab, wiederum eine Schar von Geraden ergeben (Abb. 3).
Aus Idiesen Feststellungen läßt sich nun ein Kurzprüfverfahren ableiten.
In mindestens drei Kurzversuchen, z. B. von je 50 oder 100 Stunden, mit verschiedenen Belastungen für die jeweilige Prüftemperatur werden zunächst die bleibenden Dehnungen gemessen und daraus der Exponent b bestimmt, wobei der Zeitpunkt der Dehnungsmessungen in gleichem Abstand vom Zeitpunkt der Entlastung gehalten wird.
Aus einer Tafel, die einmal versuchsmäßig über die Abhängigkeit der Zeitstandfestigkeit vom Exponenten b aufgestellt wurde, kann der Verlauf der Zeitstandfestigkeitslkurve für betreffende Schmelze und Behandlungszustand abgelesen werden. Hierdurch ergibt sich Idie Möglichkeit, in verhältnismäßig kurzer Zeit Rückschlüsse über die Eignung eines Stahles für warmfeste Teile zu ziehen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kurzprüfverfahren zur Ermittlung der Zeitstafnd-festigkeit warmfester Stähle und Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Exponentialfunktion, nach der die bleibende Dehnung verläuft, und zur Festlegung der Zeitbruchfestilgkeitswerte in Abhängigkeit von den Exponenten in mindestens drei bei der jeweiligen Prüftemperatur, aber bei verschiedenen Belastungen durchgeführten Kurzversuchen, z. B. von 50 oder 100 Stunden, die bleibende Dehnung gemessen wird, wobei der Zeitpunkt der Dehnungsmessungen im gleichen Abstand vom Zeitpunkt der Entlastung gehalten wird.