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Quantitative Structural Analysis of Superalloy Engine Disks

  • A. Stieben

    Andreas Stieben works in the materials and processes division at Otto Fuchs KG in Meinerzhagen.

    , T. Witulski

    Thomas Witulski is head of the materials and processes division at Otto Fuchs KG in Meinerzhagen.

    , F. Knabe , F. Luethje and R. Humberg
Published/Copyright: January 30, 2022
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Abstract

Since it affects, among other things, the mechanical properties, the creep behavior, but also the cyclic strength, the grain size is a key quality criterion in the manufacture of engine disks made of superalloys. Large quantities of microstructure samples are produced and a metallographer manually determines their grain size with the aid of standardized image series tables. In the aviation sector, for instance, it has become established to indicate the grain size according to the ASTM grain size class as per ASTM E 112. In order to improve the efficiency of the process, a specific object-based image analysis was developed based on which a superalloy’s grain size was analyzed. The results were compared with manually determined grain size classes. In addition to that, the grain size was measured by electron backscatter diffraction (EBSD) and used as reference.

Kurzfassung

In der Fertigung von Triebwerksscheiben aus Superlegierungen ist die Korngröße ein entscheidendes Qualitätskriterium, da sie unter anderem die mechanischen Eigenschaften, das Kriechverhalten oder auch die zyklische Festigkeit beeinflusst. Es entstehen große Mengen an Mikrostrukturproben, deren Korngröße manuell von einem Metallographen mittels genormter Bildreihentafeln bestimmt wird. Im Luftfahrtsektor hat sich die Angabe der Korngröße nach der ASTM Korngrößenklasse beispielsweise gemäß ASTM E 112 etabliert. Um dies effizienter zu gestalten, wurde eine spezielle objektbasierte Bildanalyse entwickelt, mit der die Korngröße einer Superlegierung analysiert wurde. Die Ergebnisse wurden mit manuell bestimmten Korngrößenklassen verglichen. Ergänzend wurde die Korngröße mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD) vermessen und als Referenz hinzugezogen.

About the authors

A. Stieben

Andreas Stieben works in the materials and processes division at Otto Fuchs KG in Meinerzhagen.

T. Witulski

Thomas Witulski is head of the materials and processes division at Otto Fuchs KG in Meinerzhagen.

References / Literatur

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Received: 2021-08-06
Accepted: 2021-10-12
Published Online: 2022-01-30

© 2022 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

Downloaded on 10.9.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/pm-2022-0001/html
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