TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Sievert, Rainer A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Pfetzing, J. A1 - Peter, D. A1 - Eggeler, G. ED - Khan, A.S. ED - Kabirian, F. ED - Liu, J. T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of a near-gamma tial-alloy T2 - Plasticity '12 - 18th International symposium on plasticity and its current applications CY - San Juan, PR, USA DA - 2012-01-03 KW - TMF KW - Multiaxial fatigue KW - Titanium aluminides PY - 2012 SN - 0-9659463-0-4 SP - 187 EP - 189 PB - NEAT Press CY - Fulton, Maryland, USA AN - OPUS4-25325 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer A1 - Pfetzing, J. A1 - Peter, D. A1 - Eggeler, G. ED - Kim, Young-Won ED - David Morris, ED - Rui Yang, ED - Christoph Leyens, T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of Ti-45 Al-5Nb-0.2B-0.2C T2 - TMS 2008 Annual Meeting & Exhibition, "Structural Aluminides for Elevated Temperatures - Gamma Titanium and Other Metallic Aluminides" CY - New Orleans, Louisiana, USA DA - 2008-03-09 KW - Titanium Aluminide KW - Thermo-mechanical Fatigue KW - Axial-torsional Loading PY - 2008 SN - 978-0-87339-7209 SP - 103 EP - 109 PB - TMS CY - Warrendale, Pa AN - OPUS4-17904 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer A1 - Pfetzing, J. A1 - Peter, D. A1 - Eggeler, G. T1 - Axial-torsional thermomechanical fatigue of a near-gamma TiAl-alloy N2 - The uniaxial, torsional and axial-torsional thermomechanical fatigue (TMF) behavior of the near-γ TiAl-alloy TNB-V5 was investigated. TMF tests were performed at 400-800 °C with mechanical strain amplitudes ranging from 0.15% to 0.7%. The tests were conducted thermomechanically in-phase (IP) and out-of-phase (OP). For the same lifetimes, uniaxial IP tests required the highest strain amplitudes, while OP test conditions were most damaging and needed the lowest strain amplitudes. The Mises equivalent mechanical strain amplitudes of pure torsional tests were found in between uniaxial in-phase and out-of-phase tests for the same lifetimes. The non-proportional multiaxial out-of-phase test showed a lower lifetime at the same equivalent mechanical strain amplitude compared to the other types of tests. The microstructure has been characterized applying electron microscopy and microstructural parameters such as fraction of twinned grains, grain size, lamellar distance and dislocation density have been quantified. KW - Gamma titanium aluminide KW - TNB-V5 KW - Thermomechanical fatigue (TMF) KW - Axial-torsional loading KW - Microstructure PY - 2010 U6 - https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.03.073 SN - 0921-5093 SN - 1873-4936 VL - 527 IS - 16-17 SP - 3829 EP - 3839 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-21289 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer A1 - Pfetzing, J. A1 - Peter, D. A1 - Eggeler, G. T1 - Multi-Axial Thermo-Mechanical Fatigue Of A Near-Gamma TiAl-Alloy N2 - A material family to replace the current superalloys in aeronautical gas turbine engines is considered to be that of gamma Titanium Aluminide (γ-TiAl) alloys. Structural components in aeronautical gas turbine engines typically experience large variations in temperatures and multiaxial states of stress under non-isothermal conditions. The uniaxial, torsional and bi-axial thermomechanical fatigue (TMF) behaviour of this γ-TiAl alloy have been examined at 400 – 800°C with strain amplitudes from 0.15% to 0.7%. The tests were conducted at both in-phase (IP) and out-ofphase (OP). The effects of TMF on the microstructure were also investigated. For the same equivalent mechanical strain amplitude uniaxial IP tests showed significantly longer lifetimes than pure torsional TMF tests. The non-proportional multiaxial OP test showed the lowest lifetimes at the same equivalent mechanical strain amplitude compared to the other types of tests. KW - Gamma-Titanium Aluminide KW - Thermo-mechanical Fatigue KW - Axial-torsional Loading PY - 2005 U6 - https://doi.org/10.4028/3-908454-01-8.283 SN - 1022-6680 SN - 1662-8985 VL - 59 SP - 283 EP - 287 PB - Trans Tech Publ. CY - Zurich AN - OPUS4-18720 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Brookes, Stephen Peter T1 - Thermo-mechanical fatigue behaviour of the near-γ-titanium aluminide alloy TNB-V5 under uniaxial and multiaxial loading N2 - Mit wachsendem Umweltbewusstsein und der allgemeinen Notwendigkeit, die Verwendung von fossilen Brennstoffen zu minimieren, steigt auch in der Industrie der Druck zur verstärkten Anwendung von effizienteren Gasturbinentriebwerken. Die intermetallische Gamma- Titanaluminide (γ-TiAl) Legierung ist ein Material, welches die Effizienz von Gasturbinen steigern kann. Bei diesem Werkstoff handelt es sich um eine relativ neue Entwicklung, der sich durch geringe Dichte und hohe Festigkeit bei hoher Temperatur auszeichnet und damit das Potenzial hat, die heute verwendeten Ni-Basis-Superlegierungen zu ersetzen. Bauteile in Fluggasturbinen sind üblicherweise variierenden, mehrachsigen Spannungszuständen sowie nicht isothermen Zuständen unterworfen. Turbinenschaufeln sind z. B. vornehmlich dreiachsiger thermo-mechanischer Ermüdung (TMF) ausgesetzt. Dies erfordert eine sorgfältige Charakterisierung des zyklischen Verformungs- und Ermüdungsverhaltens unter komplexen thermischen und mechanischen Belastungen von γ-TiAl. Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkungen, die diese multi-axialen Beanspruchungen, auf eine γ-TiAl, (Ti -45 Al -5 N.B. -0,2 B -0,2 C) Legierung unter thermo-mechanischer Ermüdung haben. Das einachsige, torsions- und axial-torsionale thermo-mechanische Ermüdungsverhalten dieser γ-TiAl Legierung ist bei 400 – 800oC mit Dehnungsamplituden von 0,15% zu 0,7% geprüft worden. Die Tests wurden an beiden thermo-mechanischen Phasen, in-phase (IP) und out-of- phase (OP), durchgeführt und ausgewählte Tests enthielten außerdem eine Haltezeit von 180 Sekunde. Die Lebensdauer hängt stark von der Dehnungsamplitude ab. Ein-achsige Versuche unter IP Bedingungen zeigten bei gleicher mechanischer Dehnung eine längere Lebensdauer als Versuche unter OP-Bedingungen. Unter rein torsionaler Belastung zeigten die Proben bei der gleichen Vergleichsspannungsamplitude eine längere Lebensdauer als in axialen OPVersuchen. Bei nicht-proportionaler axial-torsionaler und thermo-mechanischer OP Versuchsführung ist die Lebensdauer bei gleicher mechanischer Vergleichsdehnungsamplitude geringer als bei ein- achsiger OP-Belastung. Die Wirkungen von TMF auf die Mikrostruktur wurden auch untersucht. Für alle Arten von Tests ist interkristalliner Bruch überwiegend. Ausfallschäden am Material sind stark von Umweltbedingungen beeinflusst. Diese Studie vergleicht Ergebnisse von TMF von TiAl mit vorherigen TMF Untersuchungen von Ni-Basislegierungen, IN 738 und Nimonic 90. IN 738 zeigt ein ähnliches thermomechanisches Verhalten wie γ-TiAl, indem es bei ein-achsiger IP Belastung die längste Lebensdauer hat. Nimonic 90 zeigt ein entgegengesetztes Verhalten im Vergleich zu IN 738 und γ-TiAl. Ein Lebensdauermodell, das für diese near-γ-TiAl Legierung entwickelt wurde, beschreibt erfolgreich alle Dehnungs-Temperatur-Pfade, d. h. das thermo-mechanische Ermüdungs- verhalten im Bereich der Testtemperaturen bei Verwendung eines einzelnen Belastungs- parameters. Der Belastungsparameter basiert auf der plastischen Arbeit pro Zyklus und ist abhängig nicht nur von der von Misesspannung sondern von der mittlern Zugspannung und von der maximalen Hauptspannung. Dieser Belastungsparameter reagiert dann auf verschiedene Dehnungs-Temperatur-Pfade unterschiedlich. Das Modell beschreibt das Lebensdauerverhalten einschließlich der einachsigen IP und OP, der proportional-axial-torsionalen und nicht- proportional axial-torsionalen Beanspruchungspfade, und den Einfluss der Haltezeit. N2 - With increasing environmental awareness and the general need to economise on the use of fossil fuels, there is growing pressure for industry to produce lighter, more efficient, gas turbine engines. One such material that will help to achieve these improvements is the intermetallic gamma titanium aluminide (γ-TiAl) alloy. At only half the density of current nickel-based superalloys its weight saving capability is highly desirable, however, its mechanical properties have not yet been fully explored especially, when it is to be considered for structural components in aeronautical gas turbine engines. Critical components in these engines typically experience large variations in temperatures and multiaxial states of stress under non-isothermal conditions. These stress states are known as tri-axial thermo-mechanical fatigue (TMF). The work presented here investigates the effects these multi-axial stresses, have on a γ- TiAl, (Ti-45Al-5Nb-0.2B-0.2C) alloy under TMF conditions. The uniaxial, torsional and xialtorsional TMF behaviour of this γ-TiAl alloy have been examined at 400 – 800oC with strain amplitudes ranging from 0.15% to 0.7%. The tests were conducted at both thermomechanical in-phase (IP) and out-of-phase (OP). Selected tests additionally contained a 180 seconds hold period. Fatigue lifetimes are strongly influenced by the strain amplitude, a small increase in amplitude reduces the lifetime considerably. The uniaxial IP tests showed significantly longer fatigue lifetimes than of all the tests performed. Torsional loading although have shorter fatigue lifetimes than the uniaxial IP loading they have longer fatigue lifetimes than the uniaxial OP loading. The non-proportional axial-torsional 90 degree OP test is most damaging which resulted in a shorter lifetime than the uniaxial OP test with the same Mises equivalent mechanical strain amplitude. A hold period at maximum temperatures reduced the lifetime for all tests regardless of the temperature-strain history. The effects of TMF on the microstructure were also investigated. For all types of tests intergranular fracture is predominant. Failure is strongly influenced by environmental conditions. This study compares TMF results of TiAl with previous TMF investigations on the nickelbased alloys IN 738 and Nimonic 90. IN 738 shows similar TMF behaviour to γ-TiAl in that uniaxial IP loading has the longest fatigue lifetimes. Nimonic 90 shows the opposite behaviour to both of these alloys. A lifetime model developed for this near-γ-TiAl alloy, successfully describes all temperaturestrain TMF loading conditions over the test temperature range, with the use of a single loading parameter. The loading parameter is based on the plastic work per cycle, and is not only dependant on the mean tensile stress but also on the maximum principal stress. The loading parameter responds to various strain-temperature-paths differently. It describes the lifetime relation between uniaxial IP and OP loading, axial and torsional loading and the hold period effect. T3 - BAM Dissertationsreihe - 49 KW - Gamma-Titanaluminide KW - Multi-axiale Beanspruchung KW - TNB-V5 KW - thermomechanische Ermüdung (TMF) KW - thermo-mechanical fatigue (TMF) KW - Gamma titanium aluminide KW - axial-torsional loading PY - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-1095 SN - 978-3-9812910-5-6 SN - 1613-4249 VL - 49 SP - 1 EP - 144 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-109 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter T1 - Phase identification in Ti-45Al-5Nb after Electrode Discharge Machining (EDM) T2 - Arbeitskreis Electron Back Scattered Diffraction, Fraunhofer Institut für Wekstoffmechanik CY - Halle (Saale), Germany DA - 2006-06-13 PY - 2006 AN - OPUS4-12445 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ledworuski, Siegmar A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - May, Thomas ED - Pohl, M. T1 - Untersuchungen zum automatisierten Zugversuch für die Weiterentwicklung der Norm EN 10002-1 im Rahmen des Europäischen Forschungsprojektes TENSTAND T2 - Werkstoffprüfung - Konstruktion, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Neu-Ulm, Deutschland DA - 2004-11-24 KW - Zugversuch KW - TENSTAND KW - Dehngeschwindigkeit KW - Geschwindigkeitseinfluß KW - EN 10002-1 PY - 2004 SN - 3-88355-337-9 SP - 73 EP - 78 PB - Werkstoff-Informationsges. CY - Frankfurt AN - OPUS4-5608 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer ED - Pohl, M. T1 - Axial-torsionale thermo-mechanische Ermüdung einer near-Gamma TiAl-Legierung T2 - Tagung "Werkstoffprüfung 2007" CY - Neu-Ulm, Deutschland DA - 2007-11-29 KW - Titanaluminide KW - Thermomechanische Ermüdung (TMF) KW - Mehrachsige Belastung KW - Axial-torsional Belastung KW - von Mises Vergleichsspannung KW - Spröd-Duktil-Übergangstemperatur PY - 2007 SN - 978-3-514-00753-6 SP - 249 EP - 254 PB - Verl. Stahleisen CY - Düsseldorf AN - OPUS4-16318 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer T1 - Axial-torsionale thermo-mechanische Ermüdung einer near-gamma TiAl-Legierung T2 - Werkstoffprüfung 2007 CY - Neu-Ulm, Germany DA - 2007-11-29 PY - 2007 AN - OPUS4-16333 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer A1 - Pfetzing, J. A1 - Eggeler, G. ED - K. Maruyama, ED - M. Niinomi, ED - S. Akiyama, ED - M. Ikeda, ED - M. Hagiwara, T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of Ti-45 Al-5Nb-0.2B-0.2C T2 - 11th World Conference on Titianium (JIMIC 5) CY - Kyoto, Japan DA - 2007-06-03 KW - Gamma titanium aluminide KW - Thermo-mechanical fatigue KW - TMF KW - Axial-torsional loadings KW - Microstructure PY - 2007 SN - 978-4-88903-406-6 VL - 1 SP - 679 EP - 682 PB - Japan Institute of Metals CY - Kyoto AN - OPUS4-16669 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Nolze, Gert A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Phase change in Ti-45Al-5Nb after Electrode Discharge Machining (EDM) T2 - DGM Fachausschuss Titan, Technische Universität CY - Clausthal-Zellerfeld, Germany DA - 2006-09-07 PY - 2006 AN - OPUS4-12623 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of a near-gamma titanium aluminide alloy T2 - Junior Euromat CY - Lausanne, Switzerland DA - 2008-07-14 PY - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-175491 AN - OPUS4-17549 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer T1 - Multi-axial thermo-mechanical fatigue of a near-gamma TiAl alloy T2 - ExtreMat CY - San Sebastián, Spain DA - 2008-06-02 PY - 2008 AN - OPUS4-17550 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of Ti-45Al-5Nb-0.2B-0.2C T2 - 11th World Conference on Titanium (Ti-2007) CY - Kyoto, Japan DA - 2007-06-03 PY - 2007 AN - OPUS4-14578 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Sievert, Rainer T1 - Axial-torsional thermo-mechanical fatigue of near-gamma titanium aluminide T2 - DVM AG Materialermüdung, Technische Universität Dresden CY - Dresden, Germany DA - 2007-02-15 PY - 2007 AN - OPUS4-14609 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Kahlcke, Ole A1 - Brookes, Stephen-Peter T1 - A practicable nominal temperature tolerance for TMF-tests N2 - The aim of this research was to investigate the influence of nominal temperature errors on test results and to develop the nominal temperature tolerance for TMF-tests. This concept was confirmed with series of specially developed TMF-tests with defined temperature errors, performed on one test material (NIMONIC 90) in a temperature range of 400–850 °C. These tests should show the influence of temperature errors on test results with an emphasis on lifetime in comparison with reference tests. It is shown that with a limited number of specimens and only one test material, it is possible to propose a reasonable general temperature tolerance for TMF-tests, valid for a wide range of materials and test conditions. KW - Thermo-mechanical fatigue KW - Temperature tolerance KW - Temperature error KW - Life time PY - 2008 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2007.01.057 SN - 0142-1123 VL - 30 IS - 2 SP - 277 EP - 285 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-16133 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brookes, Stephen-Peter A1 - Bettge, Dirk A1 - Günther, Burkhard A1 - Wedell, Wolfgang A1 - Portella, Pedro Dolabella T1 - Fatigue Mechanisms of a SiC Fibre Reinforced Titanium Matrix Composite T2 - 15. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde CY - Kassel, Germany DA - 2005-04-06 PY - 2005 AN - OPUS4-7212 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -