Abstract
The suitability of the Small Angle Neutron Scattering (SANS) technique for the measurement of microstructural parameters of high-temperature alloys has been studied. The aim was the non-destructive determination of the creep damage for the estimation of the residual lifetime of service loaded gas turbine blades. In the first step the quantitative correlation between the SANS Signal and the microstructure of the material has been investigated using two oxide dispersion strengthened (ODS) alloys of simple microstructure. The size distributions of the dispersoid in the as-received alloy and the thermally induced growth of the dispersoid have been measured. Good agreement with results of transmission electron microscopy examinations was found. Subsequently the relationship between the SNS signal and the strain of a typical, creep loaded, {gamma}`-strengthened Ni-base superalloy has been investigated. In a series of creep specimens made from the cast superalloy IN100, systematically increasing amounts of creep strain have been produced. With these specimens two parameters can be derived from the SANS scattering curve, each pair of values having a clear relationship with the creep strain. A hypothesis is discussed concerning the related scattering mechanism. (orig.). [Deutsch] Untersucht wird die Eignung der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) zur Bestimmung des Gefueges hochwarmfester Legierungen. Das Ziel
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Widera, M T, Krautwasser, P, Schuster, H, and Nickel, H.
Nondestructive testing of high-temperature alloys by small angle neutron scattering (SANS); Zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung hochwarmfester Legierungen mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS).
Germany: N. p.,
1992.
Web.
Widera, M T, Krautwasser, P, Schuster, H, & Nickel, H.
Nondestructive testing of high-temperature alloys by small angle neutron scattering (SANS); Zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung hochwarmfester Legierungen mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS).
Germany.
Widera, M T, Krautwasser, P, Schuster, H, and Nickel, H.
1992.
"Nondestructive testing of high-temperature alloys by small angle neutron scattering (SANS); Zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung hochwarmfester Legierungen mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS)."
Germany.
@misc{etde_10148245,
title = {Nondestructive testing of high-temperature alloys by small angle neutron scattering (SANS); Zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung hochwarmfester Legierungen mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS)}
author = {Widera, M T, Krautwasser, P, Schuster, H, and Nickel, H}
abstractNote = {The suitability of the Small Angle Neutron Scattering (SANS) technique for the measurement of microstructural parameters of high-temperature alloys has been studied. The aim was the non-destructive determination of the creep damage for the estimation of the residual lifetime of service loaded gas turbine blades. In the first step the quantitative correlation between the SANS Signal and the microstructure of the material has been investigated using two oxide dispersion strengthened (ODS) alloys of simple microstructure. The size distributions of the dispersoid in the as-received alloy and the thermally induced growth of the dispersoid have been measured. Good agreement with results of transmission electron microscopy examinations was found. Subsequently the relationship between the SNS signal and the strain of a typical, creep loaded, {gamma}`-strengthened Ni-base superalloy has been investigated. In a series of creep specimens made from the cast superalloy IN100, systematically increasing amounts of creep strain have been produced. With these specimens two parameters can be derived from the SANS scattering curve, each pair of values having a clear relationship with the creep strain. A hypothesis is discussed concerning the related scattering mechanism. (orig.). [Deutsch] Untersucht wird die Eignung der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) zur Bestimmung des Gefueges hochwarmfester Legierungen. Das Ziel ist die zerstoerungsfreie Messung einer Kriechschaedigung des Werkstoffs und damit die Ermittlung der Restlebensdauer hochbelasteter Gasturbinenschaufeln. Im ersten Schritt wurde die quantitative Korrelierbarkeit des SANS-Streusignals mit dem Werkstoffgefuege an zwei einfach aufgebauten, oxiddispersiv verfestigten (ODS-)Legierungen ueberprueft. Hier wurden die Groessenverteilungen der Dispersoide im Ausgangszustand der Legierungen und das thermische Wachstum der Dispersoide gemessen. Es wurde eine gute Uebereinstimmung mit Ergebnissen von TEM-Untersuchungen festgestellt. Anschliessend wurde an einer typischen {gamma}`-verfestigten Ni-Basis Superlegierung getestet, ob ein Zusammenhang zwischen dem SANS-Signal und der verbrauchten Lebensdauer zeitstandbelasteter Proben existiert. Es wurden Zeitstandproben aus der Feinguss-Superlegierung IN100, die fuer Flugzeug-Gasturbinenschaufeln verwendet wird, hergestellt und in Zeitstandversuchen bis zu systematisch abgestuften Kriechdehnungen und damit abgestuften Erschoepfungsgraden der Lebensdauer belastet. Es wird gezeigt, dass sich aus den SANS-Streukurven dieser Proben zwei Parameter definieren lassen, deren Wertepaar eindeutig zur Kriechdehnung korreliert ist. Ueber den zugrundeliegenden Streumechanismus wird eine Hypothese diskutiert. (orig.).}
place = {Germany}
year = {1992}
month = {Nov}
}
title = {Nondestructive testing of high-temperature alloys by small angle neutron scattering (SANS); Zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung hochwarmfester Legierungen mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS)}
author = {Widera, M T, Krautwasser, P, Schuster, H, and Nickel, H}
abstractNote = {The suitability of the Small Angle Neutron Scattering (SANS) technique for the measurement of microstructural parameters of high-temperature alloys has been studied. The aim was the non-destructive determination of the creep damage for the estimation of the residual lifetime of service loaded gas turbine blades. In the first step the quantitative correlation between the SANS Signal and the microstructure of the material has been investigated using two oxide dispersion strengthened (ODS) alloys of simple microstructure. The size distributions of the dispersoid in the as-received alloy and the thermally induced growth of the dispersoid have been measured. Good agreement with results of transmission electron microscopy examinations was found. Subsequently the relationship between the SNS signal and the strain of a typical, creep loaded, {gamma}`-strengthened Ni-base superalloy has been investigated. In a series of creep specimens made from the cast superalloy IN100, systematically increasing amounts of creep strain have been produced. With these specimens two parameters can be derived from the SANS scattering curve, each pair of values having a clear relationship with the creep strain. A hypothesis is discussed concerning the related scattering mechanism. (orig.). [Deutsch] Untersucht wird die Eignung der Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) zur Bestimmung des Gefueges hochwarmfester Legierungen. Das Ziel ist die zerstoerungsfreie Messung einer Kriechschaedigung des Werkstoffs und damit die Ermittlung der Restlebensdauer hochbelasteter Gasturbinenschaufeln. Im ersten Schritt wurde die quantitative Korrelierbarkeit des SANS-Streusignals mit dem Werkstoffgefuege an zwei einfach aufgebauten, oxiddispersiv verfestigten (ODS-)Legierungen ueberprueft. Hier wurden die Groessenverteilungen der Dispersoide im Ausgangszustand der Legierungen und das thermische Wachstum der Dispersoide gemessen. Es wurde eine gute Uebereinstimmung mit Ergebnissen von TEM-Untersuchungen festgestellt. Anschliessend wurde an einer typischen {gamma}`-verfestigten Ni-Basis Superlegierung getestet, ob ein Zusammenhang zwischen dem SANS-Signal und der verbrauchten Lebensdauer zeitstandbelasteter Proben existiert. Es wurden Zeitstandproben aus der Feinguss-Superlegierung IN100, die fuer Flugzeug-Gasturbinenschaufeln verwendet wird, hergestellt und in Zeitstandversuchen bis zu systematisch abgestuften Kriechdehnungen und damit abgestuften Erschoepfungsgraden der Lebensdauer belastet. Es wird gezeigt, dass sich aus den SANS-Streukurven dieser Proben zwei Parameter definieren lassen, deren Wertepaar eindeutig zur Kriechdehnung korreliert ist. Ueber den zugrundeliegenden Streumechanismus wird eine Hypothese diskutiert. (orig.).}
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