Availability: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik

Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik: Grundlagen, Werkstoffbeanspruchungen, Hochtemperaturlegierungen und -beschichtungen

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Main Authors:	Maier, Hans Jürgen 1960- (Author), Niendorf, Thomas 1978- (Author), Bürgel, Ralf 1954- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Edition:	6., überarbeitete und erweiterte Auflage
Subjects:	Hochtemperaturwerkstoff Hochwarmfeste Legierung Werkstoffkunde Materials Engineering Engineering Characterization and Evaluation of Materials
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 GRUNDLAGEN ............................................................................................................. 1 1.1 EINFUEHRUNG .................................................................................................... 1 1.2 THERMODYNAMISCHE UND KINETISCHE GRUNDLAGEN ....................................... 3 1.2.1 TEMPERATUR UND THERMISCHE ENERGIE ............................................ 3 1.2.2 GRUNDBEGRIFFE DER THERMODYNAMIK UND KINETIK VON REAKTIONEN 5 1.2.3 THERMODYNAMISCHE TRIEBKRAFT ..................................................... 6 1.2.4 REAKTIONSKINETIK ............................................................................ 8 1.3 DIFFUSION ....................................................................................................... 11 1.3.1 MECHANISMEN UND GESETZMAESSIGKEITEN ........................................ 11 1.3.2 DIFFUSION IN SUBSTITUTIONSMISCHKRISTALLEN ................................... 19 1.3.3 DIFFUSION ENTLANG VON GITTERFEHLERN ............................................ 21 1.3.4 DIFFUSION IN GEORDNETEN GITTERN ................................................... 23 1.4 GRUNDLAGEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG ................. .......................................... 25 1.4.1 BEGRIFFE .......................................................................................... 25 1.4.2 WAERMEDURCHGANG DURCH EINE WAND ............................................ 26 LITERATUR .................................................................................................................... 36 2 GEFUEGESTABILITAET ...................................................................................................... 37 2.1 ERHOLUNG ....................................................................................................... 37 2.2 REKRISTALLISATION ........................................................................................... 42 2.2.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 42 2.2.2 KINETIK DER REKRISTALLISATION ........................................................ 43 2.2.3 MECHANISMEN UND GESETZMAESSIGKEITEN DER REKRISTALLISATION ... 45 2.3 KOMVERGROEBERUNG ....................................................................................... 55 2.4 AUSSCHEIDUNGSVORGAENGE .............................................................................. 61 2.4.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 61 2.4.2 ENERGIEBILANZ BEI AUSSCHEIDUNGSVORGAENGEN .............................. 65 2.5 TEILCHENVERGROEBERUNG/OSTWALD-REIFUNG .................................................... 72 2.6 GEFUEGEBEDINGTE VOLUMENAENDERUNGEN ........................................................ 81 LITERATUR .................................................................................................................... 83 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 3 HOCHTEMPERATURFESTIGKEIT UND -VERFORMUNG ..................................................... 85 3.1 ALLGEMEINES .................................................................................................. 85 3.2 GRUNDLAGEN DER HOCHTEMPERATURVERFORMUNG ............................................. 86 3.3 KRIECHEN ........................................................................................................ 91 3.3.1 KRIECHKURVE .................................................................................... 92 3.3.2 DARSTELLUNGSFORMEN DER KRIECH- UND ZEITSTANDDATEN UND ASPEKTE DER BAUTEILAUSLEGUNG ...................................................... 96 3.4 VERSETZUNGSKRIECHEN .................................................................................... 100 3.4.1 MIKROSTRUKTURELLE INTERPRETATION ................................................... 100 3.4.2 GESETZMAESSIGKEITEN DES VERSETZUNGSKRIECHENS ............................ 103 3.5 KOMGRENZENGLEITEN ...................................................................................... 114 3.6 DIFFUSIONSKRIECHEN ....................................................................................... 117 3.7 VERFORMUNGSMECHANISMUSKARTEN ................................................................ 122 3.8 KRIECHEN VON LEGIERUNGEN .......................................................................... 126 3.8.1 MISCHKRISTALLHAERTUNG ...................................................................... 126 3.8.2 TEILCHENHAERTUNG ............................................................................. 131 3.8.3 KRIECHEN GEORDNETER INTERMETALLISCHER PHASEN ............................ 144 3.9 BRUCHMECHANISMUSKARTEN ............................................................................ 145 3.10 KRIECHSCHAEDIGUNG UND KRIECHBRUCH ........................................................... 147 3.10.1 TRANSKRISTALLINE KRIECHSCHAEDIGUNG ............................................... 147 3.10.2 INTERKRISTALLINE KRIECHSCHAEDIGUNG ................................................ 148 3.10.3 TERTIAERES KRIECHEN ......................................................................... 162 3.11 EINFLUSS DER KOMFORM AUF DIE ZEITSTANDEIGENSCHAFTEN ............................. 163 3.12 KRIECH VERHALTEN VON EINKRISTALLEN .............................................................. 166 3.13 EXTRAPOLATION VON ZEITSTANDERGEBNISSEN ..................... 166 3.14 ZEITSTANDFESTIGKEITSNACHWEIS BEI VERAENDERLICHEN BEANSPRUCHUNGEN .... 172 3.15 SPANNUNGSRELAXATION .................................................................................... 173 3.16 KERBZEITSTANDVERHALTEN ................................................................................. 179 3.17 ENTWICKLUNG UND AUSWAHL KRIECHFESTER WERKSTOFFE ................................. 186 LITERATUR .................................................................................................................... 191 4 ZYKLISCHE FESTIGKEIT UND VERFORMUNG ............................................................... 195 4.1 BEGRIFFE UND EINFUEHRUNG .............................................................................. 195 4.2 ERMUEDUNG BEI TIEFEN TEMPERATUREN ............................................................ 202 4.3 ERMUEDUNG BEI HOHEN TEMPERATUREN ........................................................... 206 4.4 SCHAEDIGUNG UND BRUCH UNTER ZYKLISCHEN BELASTUNGEN .............................. 215 4.5 LEBENSDAUERABSCHAETZUNG FUER ZYKLISCHE BELASTUNGSKOLLEKTIVE .................. 216 4.6 LEBENSDAUERABSCHAETZUNG FUER KOMBINIERTE KRIECH- UND ERMUEDUNGSBEANSPRUCHUNG .......................................................................... 217 4.7 THERMISCHE ERMUEDUNG ................................................................................. 224 4.7.1 EINFUEHRUNG UND DEFINITION ............................................................ 224 4.7.2 WAERMEDEHNUNG UND WAERMESPANNUNG ........................................ 226 INHALTSVERZEICHNIS XV 4.7.3 PRUEFTECHNIKEN ZUR THERMISCHEN ERMUEDUNG .................................. 237 4.7.4 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE THERMISCHE ERMUEDUNG ............................. 242 LITERATUR .................................................................................................................... 250 5 HOCHTEMPERATURKORROSION ................................................................................... 253 5.1 BEGRIFFE ......................................................................................................... 253 5.2 THERMODYNAMIK DER METALL/GAS-REAKTIONEN ............................................ 253 5.3 OXIDATION ...................................................................................................... 260 5.3.1 EINFUEHRUNG UND BEGRIFFE .............................................................. 260 5.3.2 KINETIK DER OXIDDECKSCHICHTBILDUNG ........................................... 260 5.3.3 MECHANISMEN DES DECKSCHICHTWACHSTUMS ................................. 266 5.3.4 OXIDATION VON LEGIERUNGEN .......................................................... 271 5.3.5 DECKSCHICHTEN AUF LEGIERUNGEN ................................................... 274 5.3.6 ZYKLISCHES OXIDATIONSVERHALTEN ................................................... 278 5.3.7 HAFTUNG VON DECKSCHICHTEN UND AKTIVELEMENTEFFEKTE .............. 281 5.3.8 PLASTISCHES VERHALTEN VON OXIDDECKSCHICHTEN ........................... 284 5.3.9 KOMGRENZENZERFALL (PEST) ............................................................. 285 5.3.10 ZUNDERGRENZE ................................................................................. 285 5.4 AUFKOHLUNG ................................................................................................... 286 5.4.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 286 5.4.2 BESONDERE ERSCHEINUNGSFORMEN DER AUFKOHLUNG ....................... 290 5.5 ENTKOHLUNG ................................................................................................... 293 5.6 AUFSTICKUNG .................................................................................................. 295 5.7 AUFSCHWEFELUNG ........................................................................................... 297 5.8 HEISSGASKORROSION ......................................................................................... 300 5.8.1 BEGRIFFE UND EINFUEHRUNG .............................................................. 300 5.8.2 KORROSIVE SUBSTANZEN BEI VERBRENNUNGSPROZESSEN .................... 302 5.8.3 PRUEFMETHODEN ............................................... 305 5.8.4 MECHANISMEN DER HEISSGASKORROSION ........................................... 307 5.8.5 ZUSAMMENFASSUNG UND ASPEKTE DER WERKSTOFFWAHL .................. 321 5.9 EROSION-KORROSION-WECHSELWIRKUNGEN ...................................................... 323 5.10 KORROSIONSBEDINGTE VOLUMENAENDERUNGEN .................................................. 325 5.11 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN KORROSION UND MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN ............................................................................................... 326 LITERATUR .................................................................................................................... 330 6 HOCHTEMPERATURLEGIERUNGEN ................................................................................ 333 6.1 DEFINITION UND ANWENDUNGSGEBIETE ........................................................... 333 6.2 BEANSPRUCHUNGEN UND WERKSTOFFANFORDERUNGEN ....................................... 334 6.3 AUSWAHLKRITERIEN FUER BASISELEMENTE UND UEBERSICHT UEBER HOCHTEMPERATUR-WERKSTOFFGRUPPEN ............................................................ 334 XVI INHALTSVERZEICHNIS 6.4 HOCHTEMPERATURLEGIERUNGEN AUF FE-BASIS .................................................. 341 6.4.1 UEBERSICHT ........................................................................................ 341 6.4.2 HITZEBESTAENDIGE STAEHLE .................................................................. 344 6.4.3 WARMFESTE STAEHLE ........................................................................... 349 6.4.4 HOCHWARMFESTE STAEHLE .................................................................. 350 6.5 HOCHTEMPERATURLEGIERUNGEN AUF CO-BASIS ................................................. 356 6.5.1 ALLGEMEINES UND VERGLEICH .......................................................... 356 6.5.2 LEGIERUNGSAUFBAU, GEFUEGE UND EIGENSCHAFTEN ........................... 358 6.6 HOCHTEMPERATURLEGIERUNGEN AUF NI-BASIS .................................................. 363 6.6.1 ALLGEMEINES UND VERGLEICH .......................................................... 363 6.6.2 MIKROSEIGERUNGSVERHALTEN BEI DER ERSTARRUNG ............................. 364 6.6.3 PHASEN IN NI-BASISLEGIERUNGEN ..................................................... 372 6.6.4 WAERMEBEHANDLUNG /-GEHAERTETER NI-BASISLEGIERUNGEN ............... 394 6.6.5 KORROSIONSEIGENSCHAFTEN ............................................................... 410 6.6.6 BERECHNUNG VON VOLUMENANTEILEN DER /-PHASE ......................... 411 6.7 GERICHTET ERSTARRTE SUPERLEGIERUNGEN .................................................. 415 6.7.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 415 6.7.2 HERSTELLUNG ..................................................................................... 417 6.7.3 BESONDERE EIGENSCHAFTEN GERICHTET ERSTARRTER LEGIERUNGEN .... 426 6.7.4 REKRISTALLISATION GERICHTET ERSTARRTER BAUTEILE .............................. 431 6.8 GERICHTET REKRISTALLISIERTE DISPERSIONS-SUPERLEGIERUNGEN .......................... 433 6.8.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 433 6.8.2 LEGIERUNGSTYPEN ............................................................................ 435 6.8.3 HERSTELLUNG ..................................................................................... 436 6.8.4 REKRISTALLISATION ............................................ 438 6.8.5 LEGIERUNGSAUFBAU UND BESONDERE EIGENSCHAFTEN ....................... 440 6.8.6 BLECHLEGIERUNGEN ........................................................................... 442 6.8.7 KORROSIONS- UND BESCHICHTUNGSVERHALTEN .................................... 443 6.9 ADDITIVE FERTIGUNG ....................................................................................... 444 6.9.1 VERFAHREN DER ADDITIVE FERTIGUNG ................................................. 444 6.9.2 EIGENSCHAFTEN ADDITIV GEFERTIGTER HOCHTEMPERATURWERKSTOFFE . . 448 6.10 HOCHSCHMELZENDE LEGIERUNGEN .................................................................. 457 6.10.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 457 6.10.2 FESTIGKEITSSTEIGERUNG UND LEGIERUNGSAUFBAU .............................. 459 6.10.3 AKTUELLE ENTWICKLUNGEN ............................................................... 460 6.11 INTERMETALLISCHE PHASEN ALS KONSTRUKTIONSWERKSTOFFE ................................ 461 6.11.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 461 6.11.2 KLASSIFIZIERUNG DER INTERMETALLISCHEN PHASEN .............................. 462 6.11.3 BESONDERE EIGENSCHAFTEN DER INTERMETALLISCHEN PHASEN ............ 466 6.11.4 POTENZIELLE INTERMETALLISCHE KONSTRUKTIONSWERKSTOFFE ............... 469 6.12 EDELMETALLLEGIERUNGEN ................................................................................. 476 INHALTSVERZEICHNIS XVII 6.13 VERUNREINIGUNGEN UND REINHEITSGRADVERBESSERUNG .................................. 477 6.13.1 ALLGEMEINES ................................................................................... 477 6.13.2 EINFLUESSE VON VERUNREINIGUNGEN AUF DIE EIGENSCHAFTEN ............ 477 6.13.3 MASSNAHMEN ZUR REINHEITSGRAD VERBESSERUNG .............................. 481 6.14 VERGLEICH VON HOCHTEMPERATURWERKSTOFFEN UND ASPEKTE DER WERKSTOFFAUSWAHL ........................................................................................ 483 LITERATUR .................................................................................................................... 490 7 HOCHTEMPERATUR-KORROSIONSSCHUTZSCHICHTEN ................................................... 497 7.1 HOCHTEMPERATUR-KORROSIONSSCHUTZSCHICHTEN ............................................. 497 7.1.1 FUNKTION ......................................................................................... 497 7.1.2 BEANSPRUCHUNGEN UND ANFORDERUNGEN ....................................... 498 7.1.3 BESCHICHTUNGSVERFAHREN ................................................................ 499 7.1.4 BESCHICHTUNGSARTEN UND EIGENSCHAFTEN ...................................... 512 7.1.5 THERMISCH-MECHANISCHES VERHALTEN BESCHICHTETER BAUTEILE . . . 522 7.2 WAERMEDAEMMSCHICHTEN ................................................................................ 533 7.2.1 FUNKTION ......................................................................................... 533 7.2.2 ANFORDERUNGEN .............................................................................. 537 7.2.3 BESCHICHTUNGSVERFAHREN ZUR APPLIKATION VON KERAMIKEN .... 538 7.2.4 ARTEN UND EIGENSCHAFTEN .............................................................. 539 LITERATUR ................................. 547 8 MASSNAHMEN AN BETRIEBSBEANSPRUCHTEN BAUTEILEN .......................................... 549 8.1 ZUSTANDSBEURTEILUNGEN ................................................................................. 549 8.2 REKONDITIONIERUNGSMASSNAHMEN ................................................................. 555 LITERATUR .................................................................................................................... 562 9 WERKSTOFFBEZEICHNUNGEN UND -ZUSAMMENSETZUNGEN ....................................... 565 9.1 CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNGEN AUSGEWAEHLTER LEGIERUNGEN .................. 565 9.2 HANDELSNAMEN .............................................................................................. 575 UMRECHNUNG VON EINHEITEN ......................................................................................... 577 UMRECHNUNG GAENGIGER EINHEITENIN DER WERKSTOFFTECHNIK ..................................... 579 STICHWORTVERZEICHNIS ..................................................................................................... 581
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