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On shear testing of single crystal Ni-base superalloys

  • Shear testing can contribute to a better understanding of the plastic deformation of Ni-base superalloy single crystals. In the present study, shear testing is discussed with special emphasis placed on its strengths and weaknesses. Key mechanical and microstructural results which were obtained for the high-temperature (T ≈ 1000 °C) and low-stress (τ ≈ 200 MPa) creep regime are briefly reviewed. New 3D stereo STEM images of dislocation substructures which form during shear creep deformation in this regime are presented. It is then shown which new aspects need to be considered when performing double shear creep testing at lower temperatures (T < 800 °C) and higher stresses (τ > 600 MPa). In this creep regime, the macroscopic crystallographic [11−2](111) shear system deforms significantly faster than the [01−1](111) system. This represents direct mechanical evidence for a new planar fault nucleation scenario, which was recently suggested (Wu et al. in Acta Mater 144:642–655, 2018). TheShear testing can contribute to a better understanding of the plastic deformation of Ni-base superalloy single crystals. In the present study, shear testing is discussed with special emphasis placed on its strengths and weaknesses. Key mechanical and microstructural results which were obtained for the high-temperature (T ≈ 1000 °C) and low-stress (τ ≈ 200 MPa) creep regime are briefly reviewed. New 3D stereo STEM images of dislocation substructures which form during shear creep deformation in this regime are presented. It is then shown which new aspects need to be considered when performing double shear creep testing at lower temperatures (T < 800 °C) and higher stresses (τ > 600 MPa). In this creep regime, the macroscopic crystallographic [11−2](111) shear system deforms significantly faster than the [01−1](111) system. This represents direct mechanical evidence for a new planar fault nucleation scenario, which was recently suggested (Wu et al. in Acta Mater 144:642–655, 2018). The double shear creep specimen geometry inspired a micro-mechanical in-situ shear test specimen. Moreover, the in-situ SEM shear specimen can be FIB micro-machined from prior dendritic and interdendritic regions. Dendritic regions, which have a lower γ′ volume fraction, show a lower critical resolved shear stress.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:G. Eggeler, N. Wieczorek, F. Fox, S. Berglund, D. Bürger, A. Dlouhý, P. Wollgramm, K. Neuking, J. Schreuer, Leonardo Agudo JácomeORCiD, S. Gao, A. Hartmaier, G. Laplanche
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Metallurgical and Materials Transactions A
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Materialographie, Fraktographie und Alterung technischer Werkstoffe
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer US
Verlagsort:New York
Jahrgang/Band:49A
Ausgabe/Heft:9
Erste Seite:3951
Letzte Seite:3962
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Creep mechanisms; In-situ SEM micro shear deformation; Shear testing; Superalloy single crystals; Transmission electron microscopy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen
Veranstaltung:EuroSuperalloys 2018
Veranstaltungsort:Oxford, UK
Beginndatum der Veranstaltung:09.09.2018
Enddatum der Veranstaltung:13.09.2018
DOI:10.1007/s11661-018-4726-9
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-456591
ISSN:1073-5623
ISSN:1543-1940
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:07.08.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:17.08.2018
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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