Published November 1989 | Version v1
Journal article

Experimental and numerical studies on the crack behaviour in X6CrNi1811 under conditions of primary and secondary creep

  • 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