Experimental and numerical studies on the crack behaviour in X6CrNi1811 under conditions of primary and secondary creep
Creators
- 1. Fraunhofer-Institut fuer Werkstoffmechanik, Freiburg im Breisgau (Germany, F.R.)
Description
It is shown experimentally that creep crack growth rates da/dt can be described by the C* integral in the stainless steel X 6 CrNi 1811 (similar A304) at 600deg C. Under steady-state conditions C* and da/dt are correlated by a power law independent of size and geometry of the specimen. This power-law correlation is in accordance with theoretical predictions if plane stress conditions are assumed to hold. A description of crack growth rates by the stress intensity factor K delivers creep crack growth curves which depend on specimen size and geometry. Creep crack growth takes already place immediately after loading the specimens. In the regime of primary creep, its time dependence corresponds to theoretical considerations. Load-line displacements V and the C* integral are evaluated numerically bt the finite-element method. If a plane stress state is assumed good agreement will be achieved with experimental results. (orig.)
Abstract (German)
Die Untersuchungen zeigen, dass fuer stationaere Kriechbedingungen die Kriechrisswachstumsgeschwindigkeit in X 6 CrNi 1811 unabhaengig von der Geometrie und Probengroesse durch den Beanspruchungsparameter C* ueber ein Potenzgesetz beschrieben werden kann. Die Potenzgesetzkorrelation entspricht dabei theoretischen Modellvorstellungen, wenn von der Annahme eines ebenen Spannungszustandes ausgegangen wird. Eine Beschreibung durch den Spannungsintensitaetsfaktor K liefert dagegen von der Probengroesse bzw. Probengeometrie abhaengige Risswachstumskurven. Risswachstum tritt schon unmittelbar nach der Probenbelastung auf. Im Bereich des primaeren Kriechens stimmt der zeitliche Verlauf des Risswachstums mit theoretischen Ueberlegungen ueberein. Mit Finite-Element-Rechnungen bzw. C*-Berechnungen unter der Annahme eines ebenen Spannungszustandes koennen die experimentell ermittelten Zeitverlaeufe der Verschiebungen V und des C*-Integrals gut beschrieben werden. Dafuer ist jedoch ein zuverlaessiges, ueber einen weiten Bereich gueltiges Kriechgesetz notwendig. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Verhalten von Rissen in X6CrNi1811 unter primaeren und sekundaeren Kriechbedingungen
Publishing Information
- Journal Title
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
- Journal Volume
- 20
- Journal Issue
- 11
- Series
- Mater.wiss. Werkst.tech.
- Journal Page Range
- 396-404
- ISSN
- 0933-5137
- CODEN
- MATWE
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 21018181
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- COMPARATIVE EVALUATIONS; CRACK PROPAGATION; CRACKS; CREEP; FINITE ELEMENT METHOD; FRACTURE MECHANICS; STEEL-CR18NI11; STRESS INTENSITY FACTORS
- Descriptors DEC
- ALLOYS; AUSTENITIC STEELS; CARBON ADDITIONS; CHROMIUM ALLOYS; CHROMIUM-NICKEL STEELS; CORROSION RESISTANT ALLOYS; EVALUATION; HEAT RESISTING ALLOYS; HIGH ALLOY STEELS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; MECHANICAL PROPERTIES; MECHANICS; NICKEL ALLOYS; NUMERICAL SOLUTION; STAINLESS STEELS; STEELS