Hochtemperaturwerkstoffe und Kriechen
Eine warmfeste Legierung erlitt unter einer bestimmten Spannung bei 1000 K nach 1000 h einen Kriechbruch. Der Larson-Miller-Parameter P = T(C + log₁₀t_r) (T: absolute Temperatur, t_r: Bruchzeit in h, C = 20) sei bei gleicher Spannung konstant. Welcher Wert kommt der Temperatur am nächsten, bei der unter derselben Spannung eine Bruchzeit von 10⁵ h erreicht wird?
- Aca. 920 K
- Bca. 854 K
- Cca. 600 K
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. ca. 920 K
Aus den Versuchsbedingungen folgt P = 1000 × (20 + log₁₀1000) = 1000 × 23 = 23000. Für 10⁵ h ist log₁₀t_r = 5, also T = 23000/(20 + 5) = 920 K. Eine Temperatursenkung um nur 80 K verlängert die Lebensdauer auf das Hundertfache; der Parameter dient dazu, aus kurzen Versuchen bei höherer Temperatur lange Lebensdauern bei niedrigerer Temperatur abzuschätzen. Ca. 854 K erhält man, wenn man statt des dekadischen den natürlichen Logarithmus verwendet, ca. 600 K, wenn man die Konstante C vergisst und P = T log₁₀t_r setzt. Ändert sich jedoch über lange Zeit das Gefüge oder wechselt der Verformungsmechanismus, versagt die Extrapolation; eine Extrapolation um den Faktor 100 wie in diesem Beispiel ist daher mit Vorsicht zu behandeln, und der Extrapolationsbereich sollte nicht unnötig groß gewählt werden.
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