Ermittlung oberflachennaher Eigenspannungs-Tiefenprofile mittels hochfrequenter Wirbelstromtechnik

摘要

Die Lebensdauer von Flugzeugturbinen-Komponenten kann verlangert werden, indem zusatzliche Druckspannungen in die Materialoberflache eingebracht werden. Typische Flugzeugturbinen-Legierungen wie Nickelbasis- Superlegierungen werden hierzu mittels Kugelstrahlen oberflachenbehandelt. Durch die zusatzlichen Druckeigenspannungen wird der Rissbildung in den Bauteilen vorgebeugt, womit die Lebensdauer der Komponenten verlangert werden kann. Da durch die hohen thermischen und mechanischen Belastungen wahrend dem Turbinenbetrieb die Druckspannungen relaxieren konnen, mussen regelmassig zerstorungsfreie, quantitative Untersuchungen der Spannungsgradienten in der Materialoberflache durchgefuhrt werden. In dieser Veroffentlichung werden Arbeiten prasentiert, bei denen solche Verfestigungs- Tiefenprofile mit hochprazisen Wirbelstrommessungen im hochfrequenten Bereich bis 100MHz durchgefuhrt wurden. Entsprechende Testkorper aus IN178 wurden in unterschiedlichen Intensitaten kugelgestrahlt und konnten mittels Wirbelstrommessungen gut voneinander separiert werden. Indem Messfrequenzen zwischen 100kHz und 100MHz hintereinander durchgeschaltet werden, kann ein Tiefenprofil der elektrischen Leitfahigkeit in Tiefen von 50 bis 500μm erreicht werden. Das ermittelte Leitfahigkeitsprofil ist ein gemischtes Signal bestehend aus Informationen von den Eigenspannungen, der Kaltverfestigung, der Oberflachenrauhigkeit und dem Gefuge des Materials. Zusatzlich werden in dieser Veroffentlichung erste Ergebnisse von Spannungsprofilen prasentiert, die mit einem industriell applizierbaren NDE-Gerat ermittelt worden sind.