Published April 1990 | Version v1
Journal article

Crack growth studies on P/M-Udimet 700 using acoustic microscopy

  • 1. Max-Planck-Institut fuer Metallforschung, Stuttgart (Germany, F.R.). Inst. fuer Werkstoffwissenschaften

Description

The operation principles of the acoustic scanning reflection microscope and information regarding its capabilities are presented, and demonstrated with the aid of a number of examples. The use of the microscope is illustrated in detail with reference to investigations carried out on the super alloy Udimet 700. The service life of P/M-turbine disc materials is dependent upon technologically unavoidable ceramic inclusions (≤150 μm), as well as from the mechanisms of formation and growth of the small cracks which form at them. In order to investigate the formation and growth behaviour, the ASRM microscope was used which supplemented the investigations carried out in both light and scanning electron microscopes. On fatigue specimens, even after only a few cycles, delamination at the inclusion/matrix interface was observed. From this, after higher numbers of cycles, cracks form at right angles to the direction of the main stresses. It was shown that the growth of such cracks could be hindered by the presence of coarse γ'-particles. Using the ASRM, it was possible to follow small surface cracks to depths within the body of the material, and to discover the actual particles responsible for initiating them. (orig.)

Abstract (German)

Die Wirkungsweise des akustischen Rastermikroskops (ELSAM) und seine Leistungsfaehigkeit werden dargestellt und anhand einiger praktischer Beispiele demonstriert. Ausfuehrlich behandelt wird die Anwendung auf die Superlegierung Udimet 700. Die Lebensdauer von P/M-Turbinenscheibenwerkstoffen haengt von technologisch unvermeidbaren keramischen Einschluessen (≤150 μm) sowie den Bildungs- und Wachstumsmechanismen der von den Einschluessen ausgehenden kleinen Risse ab. Zur Untersuchung des Bildungs- und Wachstumsverhaltens wurde ergaenzend zum Licht- und Rasterelektronenmikroskop das ARRM eingesetzt. Bei Ermuedungsproben konnte schon nach weniger Zyklen Delamination an der Einschluss/Matrix-Grenzflaeche festgestellt werden. Davon ausgehend bilden sich bei hoeherer Zyklenzahl Risse senkrecht zur Hauptspannungsrichtung. Das Risswachstum wird durch grobe γ'-Ausscheidungen nachweislich behindert. Mit dem ARRM gelang es, kleine Anrisse an der Oberflaeche in die Tiefe zu verfolgen und auch das rissausloesende Teilchen nachzuweisen. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Risswachstumsstudien an P/M-Udimet 700 mit dem akustischen Mikroskop

Publishing Information

Journal Title
Praktische Metallographie
Journal Volume
27
Journal Issue
4
Series
Prakt. Metallogr.
Journal Page Range
171-181
ISSN
0032-678X
CODEN
PMTLA

Conference

Title
Metallography conference.
Original Conference Title
Metallographie-Tagung
Dates
27-29 Sep 1989.
Place
Braunschweig (Germany, F.R.).