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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 2/2007

01.02.2007

Miniature Specimen Assessment of Creep of the Single-Crystal Superalloy LEK 94 in the 1000 °C Temperature Range

verfasst von: G. Mälzer, R.W. Hayes, T. Mack, G. Eggeler

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 2/2007

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Abstract

The creep behavior of the Ni-base superalloy LEK 94 in the 1000 °C range has been investigated. Miniature tensile specimens were employed, which can be taken out of a thin walled blade or used when only limited amounts of material are available. We show that this miniature test technique yields reasonable creep data, including stress exponents n and apparent activation energies Q app. The n values are close to 5 and the Q app values are close to 500 kJ/mole, independent of the crystallographic direction. Creep rates are fastest for samples oriented in the [110] direction, followed by [001] samples. The lowest creep rates are observed for the [111] direction. This difference is related to a difference in resolved shear stresses and in the number of activated crystallographic slip systems. As a striking new result, it was observed that the onset of tertiary creep occurs earlier and rupture strains are significantly smaller in the case of [110] specimens as compared to [100] specimens, while the [111] specimens show an intermediate behavior. These effects are related to the alignment of cast porosity along the axis of primary dendrites. When cast micropores align perpendicular to the axis of the applied tensile stress, the onset of fast tertiary creep occurs early and small rupture strains are observed.

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Fußnoten
1
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2
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Literatur
1.
Zurück zum Zitat B.H. Kear, S.M. Copley, B.J. Piearcey: Proc. 6th Int. Congr. for Electron Microscopy, Nihnbashi Ltd., Kyoto, 1966, pp. 397–98 B.H. Kear, S.M. Copley, B.J. Piearcey: Proc. 6th Int. Congr. for Electron Microscopy, Nihnbashi Ltd., Kyoto, 1966, pp. 397–98
2.
Zurück zum Zitat C.T. Sims: in Superalloys 1984, Maurice Gell et al., eds., TMS, Warrendale, PA, 1984, pp. 399–419 C.T. Sims: in Superalloys 1984, Maurice Gell et al., eds., TMS, Warrendale, PA, 1984, pp. 399–419
3.
Zurück zum Zitat D.D. Pearson, R.D. Lemkey, and B.H. Kear: in Superalloys 1980, Proc. 4th Int. Symp. on Superalloys, ASM, Metals Park, OH, 1980, p. 513 D.D. Pearson, R.D. Lemkey, and B.H. Kear: in Superalloys 1980, Proc. 4th Int. Symp. on Superalloys, ASM, Metals Park, OH, 1980, p. 513
4.
Zurück zum Zitat M. McLean: Directionally Solidified Materials for High Temperature Service, The Metals Society, London, 1983 M. McLean: Directionally Solidified Materials for High Temperature Service, The Metals Society, London, 1983
5.
Zurück zum Zitat M.V. Nathal, R.A. MacKay, R.V. Miner: Metall. Trans. A, 1989, vol. 20A, pp. 133–41 M.V. Nathal, R.A. MacKay, R.V. Miner: Metall. Trans. A, 1989, vol. 20A, pp. 133–41
6.
Zurück zum Zitat M. Kolbe, J. Murken, D. Pistolek, G. Eggeler, H.-J. Klam: Mat.-wiss Werkstofftech., 1999, vol. 30, pp. 465–72CrossRef M. Kolbe, J. Murken, D. Pistolek, G. Eggeler, H.-J. Klam: Mat.-wiss Werkstofftech., 1999, vol. 30, pp. 465–72CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J. Murken, K. Serin, and G. Eggeler: Proc. Baltica V—Int. Conf. on Cond. Life Managem. Power Plants, S. Hietanen and P. Auerkari, eds., VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo, 2001, vol. 2, pp. 583–91 J. Murken, K. Serin, and G. Eggeler: Proc. Baltica V—Int. Conf. on Cond. Life Managem. Power Plants, S. Hietanen and P. Auerkari, eds., VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo, 2001, vol. 2, pp. 583–91
8.
Zurück zum Zitat G. Mälzer, A. Kostka, G. Eggeler, S. Reese, T. Mack: TMS Lett., 2005, vol. 2, pp. 27–28 G. Mälzer, A. Kostka, G. Eggeler, S. Reese, T. Mack: TMS Lett., 2005, vol. 2, pp. 27–28
9.
10.
11.
Zurück zum Zitat C. Carry, S. Dermarkar, J.L. Strudel, B.C. Wonsiewicz: Metall. Trans. A, 1979, vol. 10A, pp. 855–60 C. Carry, S. Dermarkar, J.L. Strudel, B.C. Wonsiewicz: Metall. Trans. A, 1979, vol. 10A, pp. 855–60
12.
Zurück zum Zitat M. Feller-Kniepmeier, T. Link: Z. Metallkd., 1985, vol. 76, pp. 283–87 M. Feller-Kniepmeier, T. Link: Z. Metallkd., 1985, vol. 76, pp. 283–87
13.
Zurück zum Zitat M. Feller-Kniepmeier, T. Link: Metall. Trans. A, 1989, vol. 20A, pp. 1233–38 M. Feller-Kniepmeier, T. Link: Metall. Trans. A, 1989, vol. 20A, pp. 1233–38
14.
Zurück zum Zitat B. Decamps, A. Morton, M. Condat: Phil. Mag., 1991, vol. 64, pp. 641–68CrossRef B. Decamps, A. Morton, M. Condat: Phil. Mag., 1991, vol. 64, pp. 641–68CrossRef
15.
Zurück zum Zitat T. Pollock, A.S. Argon: Acta Metall. Mater., 1992, vol. 40, 1992, pp. 1–30CrossRef T. Pollock, A.S. Argon: Acta Metall. Mater., 1992, vol. 40, 1992, pp. 1–30CrossRef
16.
Zurück zum Zitat U. Glatzel: Microstructure and Internal Strains of Undeformed and Creep Deformed Samples of a Nickel-Base Superalloy (Habilitationsschrift), Verlag Dr. Köster, Berlin, 1994 U. Glatzel: Microstructure and Internal Strains of Undeformed and Creep Deformed Samples of a Nickel-Base Superalloy (Habilitationsschrift), Verlag Dr. Köster, Berlin, 1994
17.
Zurück zum Zitat M. Benyoucef, N. Clement, A. Coujou: Phil. Mag., 1995, vol. 72, pp. 1043–56CrossRef M. Benyoucef, N. Clement, A. Coujou: Phil. Mag., 1995, vol. 72, pp. 1043–56CrossRef
18.
Zurück zum Zitat H. Mughrabi, H. Feng, and H. Biermann: Proc. IUTAM Symp. Held at Sèvres, A. Pineau and A. Zaoui, eds., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1996 H. Mughrabi, H. Feng, and H. Biermann: Proc. IUTAM Symp. Held at Sèvres, A. Pineau and A. Zaoui, eds., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1996
19.
Zurück zum Zitat F.R.N. Nabarro, H.L. de Villiers: The Physics of Creep, Taylor & Francis, London, 1995 F.R.N. Nabarro, H.L. de Villiers: The Physics of Creep, Taylor & Francis, London, 1995
20.
Zurück zum Zitat C. Mayr, G. Eggeler, A. Dlouhy: Mater. Sci. Eng., 1996, vol. A207, pp. 51–63 C. Mayr, G. Eggeler, A. Dlouhy: Mater. Sci. Eng., 1996, vol. A207, pp. 51–63
21.
Zurück zum Zitat M. Probst-Hein, A. Dlouhy, G. Eggeler: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2497–2510CrossRef M. Probst-Hein, A. Dlouhy, G. Eggeler: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2497–2510CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Z. Peng, U. Glatzel, T. Link, M. Feller-Kniepmeier: Scripta Mater., 1996, vol. 34, pp. 221–26CrossRef Z. Peng, U. Glatzel, T. Link, M. Feller-Kniepmeier: Scripta Mater., 1996, vol. 34, pp. 221–26CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M. Veron, Y. Brechet, and F. Louchet: in Superalloys 1996, R.D. Kissinger et al., eds., TMS, Warrendale, 1996, pp. 181–90 M. Veron, Y. Brechet, and F. Louchet: in Superalloys 1996, R.D. Kissinger et al., eds., TMS, Warrendale, 1996, pp. 181–90
24.
Zurück zum Zitat M. Kamaraj, C. Mayr, M. Kolbe, G. Eggeler: Scripta Mater., 1998, vol. 38, pp. 589–94CrossRef M. Kamaraj, C. Mayr, M. Kolbe, G. Eggeler: Scripta Mater., 1998, vol. 38, pp. 589–94CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M. Kamaraj, K. Neuking, M. Kolbe, and G. Eggeler: Materials for Advanced Power Engineering, Proc. 6th Liege Conf., Part II, J. Lecomte-Beckers et al., eds., Schriften des Forschungszentrum Jülich, Reihe Energietechnik/Energy Technology, Jülich, 1998, vol. 5 M. Kamaraj, K. Neuking, M. Kolbe, and G. Eggeler: Materials for Advanced Power Engineering, Proc. 6th Liege Conf., Part II, J. Lecomte-Beckers et al., eds., Schriften des Forschungszentrum Jülich, Reihe Energietechnik/Energy Technology, Jülich, 1998, vol. 5
26.
27.
Zurück zum Zitat R. Srinivasan, G. Eggeler, M.J. Mills: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 4867–78CrossRef R. Srinivasan, G. Eggeler, M.J. Mills: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 4867–78CrossRef
28.
Zurück zum Zitat A. Kostka, G. Mälzer, G. Eggeler, A. Dlouhy, S. Reese, and T. Mack: J. Mater. Sci., 2006, in press A. Kostka, G. Mälzer, G. Eggeler, A. Dlouhy, S. Reese, and T. Mack: J. Mater. Sci., 2006, in press
29.
Zurück zum Zitat J.X. Zhang, H. Harada, Y. Koizumi: J. Mater. Res., 2006, vol. 21, pp. 647–54CrossRef J.X. Zhang, H. Harada, Y. Koizumi: J. Mater. Res., 2006, vol. 21, pp. 647–54CrossRef
30.
Zurück zum Zitat S.H. Ai, V. Lupinc, M. Maldini: Scripta Metall. Mater., 1992, vol. 26, pp. 579–84CrossRef S.H. Ai, V. Lupinc, M. Maldini: Scripta Metall. Mater., 1992, vol. 26, pp. 579–84CrossRef
31.
Zurück zum Zitat A.H. Sherry, R. Pilkington: Mater. Sci. Eng., 1993, vol. A 172, pp. 51–61 A.H. Sherry, R. Pilkington: Mater. Sci. Eng., 1993, vol. A 172, pp. 51–61
32.
Zurück zum Zitat A.M. Hashem, D. Goldschmidt, E. El-Magd: Mat.-wiss. Werkstofftech., 1994, vol. 25, pp. 133–38CrossRef A.M. Hashem, D. Goldschmidt, E. El-Magd: Mat.-wiss. Werkstofftech., 1994, vol. 25, pp. 133–38CrossRef
33.
Zurück zum Zitat N. Matan, D.C. Cox, C.M.F. Rae, R.C. Reed: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2031–45CrossRef N. Matan, D.C. Cox, C.M.F. Rae, R.C. Reed: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2031–45CrossRef
34.
Zurück zum Zitat A. Fredholm and J.L. Strudel: High Temperature Alloys, Their Exploitable Potential, Proc. Petten. Int. Conf., 1985, J.B. Mariott, H. Herz, J. Nihoul, and J. Ward, eds., Elsevier Applied Science, London,1987, pp. 9–18 A. Fredholm and J.L. Strudel: High Temperature Alloys, Their Exploitable Potential, Proc. Petten. Int. Conf., 1985, J.B. Mariott, H. Herz, J. Nihoul, and J. Ward, eds., Elsevier Applied Science, London,1987, pp. 9–18
35.
Zurück zum Zitat A. Epishin, T. Link, U. Brückner, P.D. Portella: Acta Mater., 2001, vol. 49, pp. 4017–23CrossRef A. Epishin, T. Link, U. Brückner, P.D. Portella: Acta Mater., 2001, vol. 49, pp. 4017–23CrossRef
36.
Zurück zum Zitat K. Serin, R.D. Neuser, G. Eggeler, M. Kamaraj, M. Kolbe, M. Heitkemper: Prakt. Metallogr., 2001, vol. 38, pp. 680–98 K. Serin, R.D. Neuser, G. Eggeler, M. Kamaraj, M. Kolbe, M. Heitkemper: Prakt. Metallogr., 2001, vol. 38, pp. 680–98
37.
Zurück zum Zitat W. Schneider: Ph.D. Thesis, Universität Erlangen-Nürnberg, Nürnberg, 1993 W. Schneider: Ph.D. Thesis, Universität Erlangen-Nürnberg, Nürnberg, 1993
38.
Zurück zum Zitat K. Serin, G. Göbenli, G. Eggeler: Mater. Sci. Eng., 2004, vols. A387–A389, pp. 133–37 K. Serin, G. Göbenli, G. Eggeler: Mater. Sci. Eng., 2004, vols. A387–A389, pp. 133–37
39.
Zurück zum Zitat M. Kolbe, A. Dlouhy, G. Eggeler: Mater. Sci. Eng., 1998, vol. A 246, pp. 133–42 M. Kolbe, A. Dlouhy, G. Eggeler: Mater. Sci. Eng., 1998, vol. A 246, pp. 133–42
40.
Zurück zum Zitat G.K. Bouse and J.R. Mihalisin: in Superalloys, Supercomposites and Superceramics, J.K. Tien and T. Caulfield, in Materials Science and Technology Series, A.S. Nowick and G.G. Libowitz, eds., Academic Press, Inc., San Diego, CA, 1989 G.K. Bouse and J.R. Mihalisin: in Superalloys, Supercomposites and Superceramics, J.K. Tien and T. Caulfield, in Materials Science and Technology Series, A.S. Nowick and G.G. Libowitz, eds., Academic Press, Inc., San Diego, CA, 1989
41.
Zurück zum Zitat H. Riedel: Fracture at High Temperatures, Springer-Verlag, Berlin, 1987 H. Riedel: Fracture at High Temperatures, Springer-Verlag, Berlin, 1987
42.
Zurück zum Zitat G. Eggeler, J.C. Earthman, N. Nilsvang, B. Ilschner: Acta Metall., 1989, vol. 37, pp. 49–60CrossRef G. Eggeler, J.C. Earthman, N. Nilsvang, B. Ilschner: Acta Metall., 1989, vol. 37, pp. 49–60CrossRef
43.
44.
Zurück zum Zitat G. Mälzer: Ph.D. Thesis, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, 2007 G. Mälzer: Ph.D. Thesis, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, 2007
45.
Zurück zum Zitat R.W. Evans, B. Wilshire: Creep of Metals and Alloys, Institute of Metals, London, 1985 R.W. Evans, B. Wilshire: Creep of Metals and Alloys, Institute of Metals, London, 1985
46.
Zurück zum Zitat B. Ilschner: Hochtemperatur-Plastizität, Springer-Verlag, Berlin, 1973 B. Ilschner: Hochtemperatur-Plastizität, Springer-Verlag, Berlin, 1973
47.
Zurück zum Zitat R.A. MacKay, L.J. Ebert: Metall. Trans. A, 1985, vol. 16A, pp. 1969–82 R.A. MacKay, L.J. Ebert: Metall. Trans. A, 1985, vol. 16A, pp. 1969–82
48.
49.
Zurück zum Zitat R. Wege, J. Wortmann: Mat.-wiss. Werkstofftech., 1989, vol. 20, pp. 207–16CrossRef R. Wege, J. Wortmann: Mat.-wiss. Werkstofftech., 1989, vol. 20, pp. 207–16CrossRef
50.
51.
52.
Zurück zum Zitat T. Link, S. Zabler, A. Epishin, A. Haibel, M. Bansal, X. Thibault: Mater. Sci. Eng., 2006, vol. A425, pp. 47–54 T. Link, S. Zabler, A. Epishin, A. Haibel, M. Bansal, X. Thibault: Mater. Sci. Eng., 2006, vol. A425, pp. 47–54
Metadaten
Titel
Miniature Specimen Assessment of Creep of the Single-Crystal Superalloy LEK 94 in the 1000 °C Temperature Range
verfasst von
G. Mälzer
R.W. Hayes
T. Mack
G. Eggeler
Publikationsdatum
01.02.2007
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 2/2007
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-006-9007-3

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