Eine Vielzahl von Schweißverfahren nutzt eine über die Bauteiloberfläche bewegte Wärmequelle mit hoher Leistungsdichte. Das hierdurch erzeugte Temperaturfeld ist stark inhomogen und durch hohe räumliche Gradienten gekennzeichnet. Dies führt ebenso zu einer inhomogenen Dehnungsverteilung im Material, wodurch Werkstofftrennungen bei hoher Temperatur und verbleibende Eigenspannungen nach der Abkühlung hervorgerufen werden können.
In dieser Arbeit wurde das thermisch induzierte Dehnungsverhalten im Bereich des Schmelzbades beim WIG-Schweißen untersucht. Wesentliche Motivation war hierbei die Frage, wie eine Quantifizierung des transienten Dehnungsverhaltens nahe des Schmelzbades im Hochtemperaturbereich erfolgen kann, um ein besseres Verständnis der Heißrissentstehung zu ermöglichen. Hierbei stand jedoch nicht die Heißrissbildung selbst im Mittelpunkt, sondern eine spezifische experimentelle Betrachtung des Dehnungsverhaltens zweier Modellwerkstoffe Reinaluminium Al99,5 und der Nickelbasislegierung Alloy 625 (NiCr22Mo9Nb).
Es erfolgten In-Situ-Experimente durch Neutronenbeugung, die mit konventionellen Dehnungs- und Temperaturmessverfahren verglichen wurden (Bildkorrelation und Thermographie). Ergänzt wurde die Betrachtung durch Ermittlung der Eigenspannungen durch Neutronenbeugung und die inkrementelle Bohrlochmethode.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch In-Situ-Neutronenbeugung das elastische Dehnungsfeld beim Schweißen ermittelt werden kann und die Versuchstechnik valide Ergebnisse liefert. Gleichzeitig zeigt sich aber auch die Begrenzung der geringen Ortsauflösung, die durch das große Messvolumen bedingt ist. Die entwickelte Methode zur Temperaturbestimmung aus Beugungsdaten erleichterte die Auswertung des Dehnungsexperiments deutlich.
Aktualisiert: 2023-02-13
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First discovered in 2006, γ′-strengthened Co-base superalloys represent a very young class of structure materials. Due to their high melting point relative to the traditional base element Ni, they have the potential to increase the maximum service temperature of modern gas turbines and thus, the potential to improve energy efficiency. To approach commercial maturity, a detailed understanding of the alloying elements’ influence on the structure-property relationships is indispensable.
Using a set of systematic model alloy series, the influence of key alloying elements on Co- and Co/Ni-base superalloys is examined in terms of precipitate fraction, phase stability and phase composition, transformation temperatures, lattice misfit and, ultimately, mechanical properties. One significant result is that Ni- and Co-base alloys can exhibit vastly different thermo-physical and mechanical properties despite having similar base elements and the same structural arrangement.
The results of this work were utilized to inform the development of oxidation-resistant, multi-component Co-base superalloys with improved creep properties. The property profile of these alloys is promising for applications at intermediate temperatures, such as turbine wheels for stationary gas turbines and disks used in aircraft engines.
Aktualisiert: 2020-01-07
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Die magnetischen Eigenschaften des Cr2(NCN)3 werden ausführlich charakterisiert. Neutronenbeugungsexperimente bei verschiedenen Temperaturen führten zur Bestimmung der Orientierung der magnetischen Momente und ihrer Größe. Darüber hinaus wurden Suszeptibilitätsmessungen, ESR- und Wärmekapazitätsmessungen durchgeführt.
Neutronenbeugungsexperimente an den Alkalimetallureaten RbCN2H3O und CsCN2H3O führten zur Bestimmung der Atompositionen und anisotropen Auslenkungsparameter der Wasserstoffatome. Für die Rietveldverfeinerungen der Neutronenbeugungsdaten wurden Startwerte benutzt, die mit Dichtefunktionaltheorie (DFT) und DFT-basierten Phononenrechnungen ermittelt worden waren. Diese Methode wurde erstmals angewendet und erleichtert die Bestimmung komplexer Strukturen aus Pulverdaten.
Aktualisiert: 2020-12-08
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