Kriechverhalten der Nickelbasislegierung Alloy 602 CA

Bauteile im industriellen Ofen- und Apparatebau sind Temperaturen bis uber 1200 °C sowie mechanischer Beanspruchung und korrosivem Angriff durch die Umgebungsatmosphare ausgesetzt. Um die Eigenschaften der Nickelbasislegierung Alloy 602 CA unter diesen Bedingungen zu beschreiben, wurde das langzeitige Kriechverhalten bei Temperaturen von 800 bis 1200 °C in Kriechversuchen untersucht. Versuche mit Blecherzeugnissen unterschiedlicher Korngrose zeigen eine deutliche Erhohung der Kriechfestigkeit mit zunehmender Korngrose. Bei niedrigen Spannungen wurde eine ungewohnliche Abnahme der Dehnrate im tertiaren Kriechbereich beobachtet. Metallographische Untersuchungen liesen zwei verschiedene Mechanismen erkennen. Bei einem Teil der Proben ist eine Kornvergroberung als Ursache der Dehnratenabnahme anzunehmen. Im anderen Fall wird ein Zusammenhang mit der Oxidation der Kriechrisse im Probeninneren vermutet. Anhand der Versuchsergebnisse wurde eine Modellierung der minimalen Kriechgeschwindigkeit mit Berucksichtigung der Abhangigkeit von Korngrose, Spannung und Temperatur erstellt. Des Weiteren wurde ein korngrosenabhangiger Zeit-Temperatur-Parameter entwickelt, sowie ein Modell zur Berechnung des Kriechkurvenverlaufs. Trotz der Vielzahl der berucksichtigten Einflussgrosen wird bei der Nachrechnung von Versuchsergebnissen eine gute Genauigkeit der Modelle erreicht. Components used in industrial furnace and apparatus engineering are exposed to temperatures up to 1200 °C to mechanical, mostly static loading and to corrosive action caused by the ambient atmosphere. To characterize the properties of the nickel base alloy 602 CA under these conditions, the long-term creep behavior at temperatures from 800 to 1200 °C has been investigated in creep experiments. Tests on sheet metal material with different grain sizes show a considerable increase of creep strength with increasing grain size. At low stresses an abnormal reduction of the creep rate in the tertiary creep stage has been observed. Metallographic investigations have revealed two different mechanisms at work in these cases. In some, the strain rate reduction was attributed to grain coarsening. In others, a correlation with the oxidation of creep cracks is assumed. On the basis of the experimental results, a modeling of the minimum creep rate taking into account grain size, stress and temperature dependency, has been generated. Furthermore, a grain size dependent time-temperature parameter as well as a model for the calculation of creep curves has been developed. Despite the large number of influencing variables considered, a high level of precision of the models in the verification recalculation of experimental results has been achieved.