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On the influence of crystallography on creep of circular notched single crystal superalloy specimens

  • The present work contributes to a better understanding of the effect of stress multiaxiality on the creep behavior of single crystal Ni-base superalloys. For this purpose we studied the creep deformation and rupture behavior of double notched miniature creep tensile specimens loaded in three crystallographic directions [100], [110] and [111] (creep conditions: 950 °C and 400 MPa net section stress). Crystal plasticity finite element method (CPFEM) was used to analyze the creep stress and strain distributions during creep. Double notched specimens have the advantage that when one notch fails, the other is still intact and allows to study a material state which is close to rupture. No notch root cracking was observed, while microstructural damage (pores and micro cracks) were frequently observed in the center of the notch root region. This is in agreement with the FEM results (high axial stress and high hydrostatic stress in the center of the notched specimen). Twinning was observed inThe present work contributes to a better understanding of the effect of stress multiaxiality on the creep behavior of single crystal Ni-base superalloys. For this purpose we studied the creep deformation and rupture behavior of double notched miniature creep tensile specimens loaded in three crystallographic directions [100], [110] and [111] (creep conditions: 950 °C and 400 MPa net section stress). Crystal plasticity finite element method (CPFEM) was used to analyze the creep stress and strain distributions during creep. Double notched specimens have the advantage that when one notch fails, the other is still intact and allows to study a material state which is close to rupture. No notch root cracking was observed, while microstructural damage (pores and micro cracks) were frequently observed in the center of the notch root region. This is in agreement with the FEM results (high axial stress and high hydrostatic stress in the center of the notched specimen). Twinning was observed in the notch regions of [110] and [111] specimens, and <112> {111} twins were detected and analyzed using orientation imaging scanning electron microscopy. The present work shows that high lattice rotations can be detected in SXs after creep fracture, but they are associated with the high strains accumulated in the final rupture event.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:L. Cao, P. Thome, Leonardo Agudo JácomeORCiD, C. Somsen, G. Cailletaud, G. Eggeler
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials Science & Engineering A
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier B. V.
Jahrgang/Band:782
Erste Seite:139255
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Cracks; Double notched creep specimen; Lattice rotation; Single crystal Ni-Base superalloys; Stress distribution
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen
DOI:10.1016/j.msea.2020.139255
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-506060
ISSN:0921-5093
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:01.04.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:30.04.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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