TY - CONF A1 - Jürgens, Maria A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Fedelich, Bernard A1 - Skrotzki, Birgit T1 - FLEXIKON - Teil 2: Ermüdungsverhalten, Schädigungsentwicklung und Lebensdauer von 9-12% Cr-Stählen im zyklischen Kraftwerksbetrieb N2 - Schnelle Lastwechsel führen v.a. in dickwandigen Kraftwerksbauteilen zu starken thermischen und mechanischen Beanspruchungen, da sich hohe Temperaturgradienten über der Wand des Bauteils einstellen. Es ergeben sich komplexe Lastkollektive aus zeitlich veränderlichen Spannungen/Dehnungen und Temperaturen, die formal einer Kombination aus Kriechbeanspruchung, Kriechermüdung und thermomechanischer Ermüdung (TMF) entsprechen. T2 - 47. Kraftwerkstechnisches Kolloquium CY - Dresden DA - 13.10.2015 KW - TMF KW - LCF KW - P91 KW - P92 PY - 2015 AN - OPUS4-35613 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fedelich, Bernard A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Experimental and analytical investigation of the TMF-HCF lifetime behavior of two cast iron alloys N2 - The combined loading Thermomechanical Fatigue (TMF) with High Cycle Fatigue (HCF) has been experimentally investigated for two cast iron alloys. Both alloys contain globular graphite nodules but the first one has a ferritic structure while the second one has an austenitic crystal structure. In particular, the influences of the HCF frequency, of the HCF loading amplitude and of the location of the superposed HCF cycles have been investigated. It was observed that the HCF frequency has a limited impact on the fatigue life. On the other side, the HCF-strain amplitude has a highly non-linear influence on the fatigue life. The experimental results can be understood in terms of a fracture mechanics based damage mechanism: Cracks quickly initiate due to the TMF loading and the growth of the cracks up to a few mm controls the fatigue life. If HCF-loading cycles are superposed, cyclic crack propagation dramatically accelerates after a threshold has been reached. This threshold is regarded as controlling the fatigue life reduction. The previous ideas have been expressed in a model that can be very simply applied to estimate the fatigue life reduction ratio due to the superposed HCF cycles. It only contains two adjustable parameters and can be combined with any TMF life assessment model. T2 - 3rd International Workshop on Thermo-Mechanical Fatigue (TMF-Workshop 2016) CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2016 KW - Thermomechanical Fatigue (TMF) KW - High Cycle Fatigue (HCF) KW - Cast iron KW - Fatigue assessment PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2016.11.013 SN - 0142-1123 SN - 1879-3452 VL - 99 IS - 2 (Special issue: Recent developments in thermo-mechanical fatigue) SP - 266 EP - 278 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-39810 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Uckert, Danilo A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke A1 - Fedelich, Bernard A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Erweiterung bestehender Werkstoff- und Rechenmodelle zur Lebensdauervorhersage für Abgasturbolader-Heißteile unter thermomechanischer Ermüdungsbeanspruchung T2 - Informationstagung Turbomaschinen - Frühjahrstagung 2014 CY - Magdeburg, Germany DA - 2014-03-27 KW - TMF-Lebensdauerberechnung KW - ATL-Heißteile PY - 2014 IS - R567 SP - 147 EP - 175 AN - OPUS4-30489 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Uckert, Danilo A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke A1 - Fedelich, Bernard A1 - Falkenberg, Rainer A1 - Haftaoglu, Cetin A1 - Kindrachuk, Vitaliy T1 - Erweiterung bestehender Werkstoff- und Rechenmodelle zur Lebensdauervorhersage für Abgasturbolader-Heißteile unter thermomechanischer Ermüdungsbeanspruchung N2 - In diesem Forschungsvorhaben erfolgte eine Überprüfung der Übertragbarkeit der Werkstoff- und Rechenmodelle für die Lebensdauervorhersage von ATL-Heißteilen unter TMF-Beanspruchung auf eine andere Werkstoffklasse, d. h. auf eine austenitische Gusseisenlegierung mit Kugelgraphit. Dafür wurde die Legierung EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (Ni-Resist D-5S) ausgewählt. Zunächst wurde für diesen Werkstoff eine experimentelle Datenbasis geschaffen, da diese vor Beginn des Vorhabens nicht ausreichend war. Dazu wurden Zug-, Kriech-, LCF- und TMF-Versuche durchgeführt, die der Kalibrierung der Modelle dienten. Unter TMF-Belastung zeigte der untersuchte Werkstoff ein stark abweichendes Verhalten von den im vorangegangenen Vorhaben untersuchten ferritischen SiMo-Legierungen: Der Werkstoff Ni-Resist zeigte insgesamt eine vergleichbare Festigkeit unter OP- und IP-Bedingungen, während die ferritischen Legierungen unter IP-Beanspruchung eine deutlich höhere Festigkeit aufweisen. Mit zunehmenden Temperaturen und Haltezeiten unter Zugspannungen wurden dagegen beim Werkstoff Ni-Resist Hinweise auf Kriechschädigung gefunden, die schädigungsrelevant sind. Auch dies ist ein deutlicher Unterschied zu den SiMo-Legierungen. Das Spannungs-Verformungs-Verhalten in den LCF- und TMF-Versuchen wird durch das Modell auch für den neuen Werkstoff überwiegend gut beschrieben. Das Gleiche gilt für die Lebensdauervorhersage, die mit Ausnahme der Prüftemperatur 900 °C innerhalb eines Fak-tors zwei liegt. Eine Verifikation des Modells erfolgte mit Hilfe eines Bauteilversuchs an einem Abgassammler, der abwechselnd mit heißem und kaltem Gas durchströmt wurde. Ziel der Bauteilsimulation war insbesondere die Vorhersage der Rissbildungsorte. Eine Vorhersage der exakten Lebensdauer wurde nicht erwartet, da das Bauteil mit einer Gusshaut behaftet war, während die für die Kalibrierung des Lebensdauermodells verwendeten Versuche an bearbeiteten, glatten Proben ohne Gusshaut durchgeführt wurden. Die überwiegende Anzahl der experimentell ermittelten Rissorte wurden vorhergesagt. Schließlich war ein wesentliches Ziel des Vorhabens, den Einfluss von HCF-Schwingungen auf die TMF-Lebensdauer vertieft experimentell zu untersuchen und das bereits bestehende Lebensdauermodell auf HCF-Überlagerung zu erweitern. Dazu wurde zunächst die Daten-basis aus dem Vorgängervorhaben am Bespiel von SiMo 4.05 deutlich ausgebaut, um die verschiedenen Einflussparameter zu erfassen. Es wurde ein Ansatz entwickelt, in dem die Lebensdauerminderung durch die überlagerten HCF-Schwingungen abgebildet wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass ab einer bestimmten Risstiefe die Überlagerung der HCF-Schwingungen die Rissausbreitung stark beschleunigt. Der Zeitpunkt, wann diese Beschleunigung eintritt, wird als maßgeblich für die Lebensdauerminderung angesehen. Mit diesem Ansatz lassen sich die Lebensdauern für beide Werkstoffe in guter Übereinstimmung mit dem Experiment vorhersagen. T2 - Informationstagung Turbomaschinen, Frühjahr 2016 CY - Bad Neuenahr, Germany DA - 13.04.2016 KW - Ermüdung KW - LCF KW - Modellierung KW - Schädigung KW - Simulation KW - TMF PY - 2016 VL - Heft R575 SP - 1 EP - 35 AN - OPUS4-35823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schicker, Johannes A1 - Sievert, Rainer A1 - Fedelich, Bernard A1 - Noack, Hans-Dieter A1 - Kazak, Fedor A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Entwicklung von Rechenmodellen zur Lebensdauervorhersage von Werkstoffen für Abgasturbolader-Heißteile unter thermo-mechanischer Ermüdungsbeanspruchung und Übertragung für Anwendung auf Bauteile T2 - Informationstagung Turbomaschinen 2010 CY - Bad Neuenahr, Deutschland DA - 2010-04-15 PY - 2010 IS - R550 SP - 111 EP - 134 AN - OPUS4-21268 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schicker, Johannes A1 - Sievert, Rainer A1 - Fedelich, Bernard A1 - Noack, Hans-Dieter A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kazak, Fedor A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Entwicklung von Rechenmodellen zur Lebensdauervorhersage von Werkstoffen für Abgasturbolader-Heißteile unter thermo-mechanischer Ermüdungsbeanspruchung und Übertragung für Anwendung auf Bauteile PY - 2008 IS - R 542 SP - 5 EP - 29 CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-18954 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kingelhöffer, Hellmuth A1 - Affeldt, E. E. A1 - Bache, M. A1 - Bartsch, M. A1 - Beck, T. A1 - Christ, H. J. A1 - Fedelich, Bernard A1 - Hähner, P. A1 - Holdsworth, S. R. A1 - Lang, K.-H. A1 - McGaw, M. A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Remy, L. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Stekovich, S. T1 - Editorial - Special issue: Recent developments in thermo-mechanical fatigue N2 - Components in the Aerospace, Power and Automotive engineering sectors are frequently subjected to cyclic stresses induced by thermal fluctuations and mechanical loads. For the design of such components, reliable material property data are required which need to be acquired using well accepted and reproducible test procedures for thermo-mechanical fatigue (TMF) loading. There is limited availability of proven TMF data indicating there is need for further research and testing. The TMF behaviour of materials is often desired to be simulated in models which describe the cyclic stress-strain behaviour, the fatigue life and the cyclic crack growth behaviour. There is a continuous need for the development and amendment of such models. Models can be validated by using materials in industrial applications which are subjected to TMF loading. The 3rd Workshop on Thermo-Mechanical Fatigue was held on 27–29 April 2016 at BAM, Berlin, Germany. The workshop was attended by 90 attendees coming from 17 countries in the world. 38 presentations including five poster presentations were held. The following topics were covered by the workshop: – TMF of materials coated with Thermal Barrier Coatings. – Thermal Gradient Mechanical Fatigue. – TMF crack growth. – TMF + High Cycle Fatigue. – TMF Modelling and Lifetime Prediction. – TMF Properties of steels, cast iron, Al-, Mg- and Ni-alloys – Advanced TMF Testing Techniques. – Industrial Applications. A panel discussion was held regarding the present state of TMF testing standards (ISO and ASTM) and their potential for improvement. The discussion and contributions were summarized and forwarded to the standard committees. The 3rd TMF-Workshop ensured the continuation of international exchange of knowledge providing a forum to present and discuss all recent developments in the field of thermo-mechanical fatigue. The current special issue publishes eleven selected papers of the 3rd TMF-Workshop 2016. The papers were peer reviewed by a number of experts in the Thermo-Mechanical Fatigue sector. I hope you will enjoy reading papers of this special issue. T2 - 3rd International Workshop on Thermo-Mechanical Fatigue (TMF-Workshop 2016) CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2016 KW - Fatigue damage KW - Thermo-mechanical fatigue KW - Fatigue life time KW - Life time prediction KW - TMF PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2017.02.002 SN - 0142-1123 VL - 99 IS - 2 SP - 215 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-40895 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Nolze, Gert A1 - Roohbakhshan, Farshad A1 - Fedelich, Bernard A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Cyclic operation performance of 9-12% Cr ferritic-martensitic steels part 2: Microstructural evolution during cyclic loading and its representation in a physically-based micromechanical model N2 - The current competitive situation on electricity markets forces conventional power plants into cyclic operation regimes with frequent load shifts and starts/shutdowns. In the present work, the cyclic mechanical behavior of ferritic-martensitic 9-12 % Cr steels under isothermal and thermomechanical loading was investigated for the example of grade P92 material. A continuous softening was observed under all loading conditions. The introduction of hold periods to the applied cycles reduced material lifetime, with most prominent effects at technologically relevant small strain levels. The microstructural characterization reveals a coarsening of the original “martensitic” lath-type microstructure to a structure with polygonal subgrains and reduced dislocation density. The microstructural data forms the input for a physically-based modelling approach. T2 - 45. MPA-Seminar CY - Leinfelden-Echterdingen, Germany DA - 01.10.2019 KW - Tempered Martensite Ferritic Steels KW - P92 KW - TEM KW - EBSD KW - Micromechanical model PY - 2019 SP - 80 EP - 85 PB - MPA (Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart) CY - Stuttgart AN - OPUS4-50052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Jürgens, Maria A1 - Roohbakhshan, Farshad A1 - Fedelich, Bernard A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Cyclic loading performance and related microstructure evolution of ferritic-martensitic 9-12% Cr steels N2 - The current competitive situation on electricity markets forces power plants into cyclic operation regimes with frequent load shifts and starts/shutdowns. In the present work, the cyclic mechanical behavior of ferritic-martensitic 9-12 % Cr steels under isothermal and thermomechanical loading was investigated for the example of grade P92 material. A continuous softening was observed under all loading conditions. The introduction of hold periods to the applied cycles reduced material lifetime, with most prominent effects at technologically relevant small strain levels. The microstructural characterization reveals a coarsening of the original “martensitic” lath-type microstructure to a structure with polygonal subgrains and reduced dislocation density. The microstructural data forms the input for a physically-based modelling approach. T2 - 44th MPA-Seminar CY - Leinfelden/Stuttgart, Germany DA - 17.10.2018 KW - Ferritic-martensitic steels KW - Cyclic loading KW - Microstructure evolution PY - 2018 SP - 259 EP - 265 AN - OPUS4-47118 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -