Published 2013 | Version v1
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Microstructure, deformation and lifetime of Alloy 617B. Experiments, models and component predictions

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Description

In this thesis a concept for the evaluation of critical power plant components is developed with the finite element method. The concept consists (a) a deformation model formulated by time and temperature, and (b) a life cycle model based on crack growth. The models are adapted to the nickel base alloy Alloy 617B and made available for application in finite element programs. In addition to support the model formation and adjustment, metallographic and fractographic investigations and a large number of tensile tests as well as isothermal and thermocyclic (creep) fatigue tests at temperatures from room temperature to 900 C and creep tests at 700 C and 750 C are available in different material conditions. The material conditions investigated in this work are: solution annealed (1175 C/1 h), stable annealed (1175 C/1 h and 980 C/3 h) and aged (1175 C/1 h and 980 C/3 h and 700 C/1 yr), as well as further thermally aged material conditions, which were aged at temperatures of from 600 C to 900 C and for up to 1080 h in the solution-annealed and stable-annealed original state.

Abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur Bewertung kritischer Kraftwerkskomponenten mit der Finite-Elemente-Methode entwickelt. Das Konzept besteht (a) aus einem zeit- und temperaturabhaengig formulierten Deformationsmodell und (b) einem auf Risswachstum basierten Lebensdauermodell. Die Modelle werden an die Nickellegierung Alloy 617B angepasst und fuer die Anwendung in Finite-Elemente-Programmen verfuegbar gemacht. Fuer die Modellbildung und -anpassung stehen neben metallographischen und fraktographischen Untersuchungen eine Vielzahl von Zugversuchen sowie isothermen und thermozyklischen (Kriech-)Ermuedungsversuchen bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 900 C und Kriechversuche bei 700 C und 750 C in unterschiedlichen Materialzustaenden zur Verfuegung. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Materialzustaende sind: loesungsgeglueht (1175 C/ 1 h), stabilgeglueht (1175 C/1 h und 980 C/3 h) und ausgelagert (1175 C/ 1 h und 980 C/3 h und 700 C/ 1 yr) sowie weitere thermisch ausgelagerte Materialzustaende, die bei Temperaturen von 600 C bis 900 C und Dauern von bis zu 1080 h im loesungsgegluehten und stabilgegluehten Ausgangszustand ausgelagert wurden.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Mikrostruktur, Verformung und Lebensdauer der Legierung Alloy 617B. Experimente, Modelle und Bauteilvorhersagen

Publishing Information

Publisher
Shaker
Imprint Place
Aachen (Germany)
ISBN
978-3-8440-2097-7
Imprint Pagination
170 p.
Journal Volume
75
Series
Schriftenreihe Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik
ISSN
1439-4790

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
48037818
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
ANNEALING; CRACK PROPAGATION; CREEP; DEFORMATION; FATIGUE; FINITE ELEMENT METHOD; INCONEL 617; LIFETIME; MATHEMATICAL MODELS; METALLOGRAPHY; MICROSTRUCTURE; TEMPERATURE DEPENDENCE
Descriptors DEC
ALLOY-NI54CR22CO13MO9; ALLOYS; ALUMINIUM ADDITIONS; ALUMINIUM ALLOYS; CALCULATION METHODS; CHROMIUM ALLOYS; COBALT ALLOYS; CORROSION RESISTANT ALLOYS; HEAT RESISTANT MATERIALS; HEAT RESISTING ALLOYS; HEAT TREATMENTS; INCONEL ALLOYS; MATERIALS; MATHEMATICAL SOLUTIONS; MECHANICAL PROPERTIES; MOLYBDENUM ALLOYS; NICKEL ALLOYS; NICKEL BASE ALLOYS; NUMERICAL SOLUTION; TRANSITION ELEMENT ALLOYS