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Investigation of Elastic Properties of the Single-Crystal Nickel-Base Superalloy CMSX-4 in the Temperature Interval between Room Temperature and 1300 °C

  • The elastic properties of the single-crystal nickel-base superalloy CMSX-4 used as a blade material in gas turbines were investigated by the sonic resonance method in the temperature interval between room temperature and 1300 °C. Elastic constants at such high temperatures are needed to model the mechanical behavior of blade material during manufacturing (hot isostatic pressing) as well as during technical accidents which may happen in service (overheating). High reliability of the results was achieved using specimens of different crystallographic orientations, exciting various vibration modes as well as precise measurement of the material density and thermal Expansion required for modeling the resonance frequencies by finite element method. Combining the results measured in this work and literature data the elastic constants of the gamma and gamma' phases were predicted. This prediction was supported by measurement of the temperature dependence of the gamma'fraction. All dataThe elastic properties of the single-crystal nickel-base superalloy CMSX-4 used as a blade material in gas turbines were investigated by the sonic resonance method in the temperature interval between room temperature and 1300 °C. Elastic constants at such high temperatures are needed to model the mechanical behavior of blade material during manufacturing (hot isostatic pressing) as well as during technical accidents which may happen in service (overheating). High reliability of the results was achieved using specimens of different crystallographic orientations, exciting various vibration modes as well as precise measurement of the material density and thermal Expansion required for modeling the resonance frequencies by finite element method. Combining the results measured in this work and literature data the elastic constants of the gamma and gamma' phases were predicted. This prediction was supported by measurement of the temperature dependence of the gamma'fraction. All data obtained in this work are given in numerical or analytical forms and can be easily used for different scientific and engineering calculations.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:A. Epishin, Bernard FedelichORCiD, Monika Finn, Georgia Künecke, Birgit RehmerORCiD, Gert Nolze, C. Leistner, N. Petrushin, I. Svetlov
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Crystals
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Jahrgang/Band:11
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:152
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Characterization; Elastic constants; Nickel-base superalloys; Single-crystals
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.3390/cryst11020152
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-520972
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:10.02.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:24.03.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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