|
|
Lomové chování kovových slitin s nízkou úrovní houževnatosti
Novotný, David ; Svoboda, Jiří (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na určování mechanických vlastností slitin vyrobených metodami práškové metalurgie. V rámci práce byly zkoumány dvě slitiny a to vysoce entropická slitina CrMnFeCoNi a oxidy disperzně zpevněná slitina FeAlO. Obě slitiny byly vyrobeny v laboratorním množství zkušebního materiálu a pro měření jejich mechanických vlastností byla použita miniaturní zkušební tělesa. Hlavním cílem práce byl vývoj metodiky přípravy trhliny, zkoušení a hodnocení charakteristik miniaturních zkušebních těles pro materiály s nízkou úrovní houževnatosti. V rámci experimentální části práce byly měřeny tahové a deformační vlastnosti a lomová houževnatost obou slitin. U vysoce-entropické slitiny CrMnFeCoNi se práce zaměřila na vliv rychlosti deformace na mechanické a lomové vlastnosti slitiny za pokojové teploty. U oxidy disperzně zpevněné slitiny FeAlO byly zkoumány mechanické a lomové vlastnosti v rozmezí teplot 23-600 °C.
|
|
|
Hodnocení lomového chování svarových spojů používaných v energetickém průmyslu
Rádsetoulal, Milan ; Šiška, Filip (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá rozborem lomového chování modelového heterogenního svarového spoje. Cílem je určení lomového chování rozhraní feritického základního materiálu a austenitického svarového kovu při teplotě 255 °C. Tento typ svarového spoje je běžně využíván v energetických aplikacích. Lomová houževnatost byla měřena na tělesech typu CT s velikostí 0,5T s cílem určení iniciačních hodnot tvárného porušení. Lomové chování je korelováno s výsledky metalografické a fraktografické analýzy. Pro fraktografickou analýzu je využito světelné i elektronové mikroskopie. Kvůli charakterizaci lomového chování rozhraní materiálů je důležitá zejména příprava zkušebního tělesa s nacyklovanou trhlinou do oblasti rozhraní. V případě vhodně připravené trhliny dosahuje svarový spoj nejnižší hodnoty houževnatosti. V ostatních případech, kdy došlo k mírnému odklonu trhliny mimo rovinu vrubu, je určena vyšší hodnota lomové houževnatosti. Heterogenní svarové spoje vykazují velký rozptyl mechanických vlastností. Objektivní hodnocení lomové houževnatosti je tedy spojeno s nutností měření většího počtu těles. Korelace výsledků lomové houževnatosti s fraktografickou analýzou umožňuje objasnit trajektorii a mechanismus šíření trhliny.
|
|
|
Vliv velikosti tělesa na R-křivku a na otupení čela trhliny
Mrňa, Tomáš ; Konopík,, Pavel (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá určováním lomové houževnatosti s využitím zkušebních těles pro excentrické zatěžování za zvýšených a vysokých teplot. Zkušebním materiálem byla zvolena ocel P91 určená pro aplikace za teplot 550650°C. Lomová houževnatost byla určována v oblasti tvárného porušení oceli prostřednictvím R křivky, která charakterizuje odolnost materiálu proti šíření trhliny v závislosti na její délce. V práci byl zkoumán vliv teploty na R křivku v rozmezí teplot 23 až 600°C. Další cílem práce bylo studium vlivu velikosti tělesa pro tři velikosti těles při teplotě 23°C a vlivu rychlosti zatěžování (2, 0,2 a 0,02 mm/min) při teplotě 600°C. Z výsledků měření byl prokázán vliv teploty na R křivku, která dosahuje minimálních hodnot při 400°C. Vliv velikosti tělesa na R křivku se projevil pouze u nejmenšího zkoušeného tělesa s tloušťkou 6,25 mm poklesem hodnot houževnatosti o 10% ve srovnání s většími tělesy. Vliv rychlosti zatěžování byl jasně rozeznatelný. Hodnoty houževnatosti se lišily o 20 % při srovnání výsledků jednotlivých rychlostí zatěžování.
|
|
|
Vysokoteplotní provozní zkřehnutí oceli EUROFER´97
Stratil, Luděk ; Jan, Vít (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Tato práce popisuje vliv dlouhodobé teplotní zátěže na mikrostrukturu a vlastnosti oceli Eurofer´97. Ocel Eurofer´97 je feriticko-martenzitická ocel se sníženým aktivačním průřezem zvolená jako kandidátní konstrukční materiál pro jádrové komponenty navrhovaných fúzních reaktorů. Práce se především věnuje studiu popisu křehkolomového chování oceli. Ocel byla zkoumána v dodaném stavu a ve stavu po dlouhodobém žíhání. V experimentální části práce byl proveden detailní rozbor mikrostruktury oceli na úrovni světelné a elektronové mikroskopie a také na úrovni kvantitativní elektronové mikroskopie. Mechanické vlastnosti byly zkoumány taktéž v obou stavech a to měřením tvrdosti, zkouškou tahem a rázem v ohybu. Na vzorcích po zkoušce rázem v ohybu byla provedena fraktografická analýza lomových ploch.
|
|
|
Určování lomově-mechanických charakteristik z podrozměrných zkušebních těles
Stratil, Luděk ; Džugan, Jan (oponent) ; Haušild, Petr (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
Pro stanovení lomové houževnatosti jsou ve standardech stanoveny požadavky na velikost zkušebních těles. V případech limitovaného množství zkušebního materiálu nabízejí jednu z možností hodnocení houževnatosti miniaturní zkušební tělesa. Kvůli malým zatěžovaným objemům na čele trhliny dochází v těchto tělesech ke ztrátě constraintu, což vede k ovlivnění měřených hodnot houževnatosti a nesplnění velikostních požadavků na určení platných lomově mechanických charakteristik. Pro své malé rozměry se tato tělesa nacházejí na hranici ruční manipulace a silového rozsahu zkušebních strojů. Důležitou úlohou je pak při zvládnuté metodice přípravy, měření deformace a zkoušení těchto těles interpretace měřených hodnot lomově mechanických charakteristik a jejich případná korekce vzhledem k tělesům standardní velikosti. V oblasti horních prahových hodnot je u miniaturních těles stále nedostatečně řešena zvláště otázka kvantifikace a interpretace vlivu velikosti. Práce je svým zaměřením experimentálně výpočtovou studií zaměřenou na hodnocení vlivu velikosti zkušebního tělesa na lomovou houževnatost v oblasti horních prahových hodnot. Vliv velikosti byl kvantifikován zkoušením miniaturních těles a těles větší velikosti s cílem určení jejich J R křivek. V rámci práce byla věnována pozornost dvěma geometriím miniaturních zkušebních těles, miniaturnímu tělesu pro tříbodový ohyb a excentrické zatěžování. Jako experimentální materiál byly zvoleny pokročilé oceli vyvinuté pro jaderný a energetický průmysl, ocel Eurofer97 a ODS ocel MA956. Za účelem hodnocení a interpretace napěťově deformačního stavu na čele trhliny ve zkoušených tělesech pro ocel Eurofer97 byly realizovány simulace provedených testů pomocí metody konečných prvků a pomocí mikromechanického modelu tvárného porušení. V rámci srovnávání experimentů a simulací J R křivek byly odvozeny vzájemné závislosti geometrie tělesa a vhodné velikosti prvku v simulaci pro daný materiál. Na základě těchto vztahů byla navržena metodika, která může být použita k predikci J R křivky tělesa standardních rozměrů. Hlavním přínosem práce je zjištění vlivu úrovně houževnatosti materiálu na odolnost proti šíření trhliny u miniaturních těles. U materiálu, ve kterém dochází k významnému růstu trhliny po překročení limitních hodnot J integrálu (ocel Eurofer97), se výrazně projevuje ztráta constraintu a dochází k poklesu odolnosti proti šíření trhliny. Miniaturní tělesa pak vykazují významně nižší J R křivky oproti tělesům větší velikosti. Tento jev je v protikladu s chováním miniaturních těles v tranzitní oblasti. U materiálu, kdy k růstu trhliny dochází v oblasti platnosti J integrálu (ODS ocel MA956), jsou projevy ztráty constraintu velmi malé bez významného vlivu na odolnost proti šíření trhliny. Miniaturní tělesa v takovém případě poskytují srovnatelné J R křivky jako tělesa větších velikostí. Neméně podstatným přínosem práce je navržená metodika využívající mikromechanické modelování pro predikci J R křivky z malého množství materiálu.
|
|
|
Testování lomové houževnatosti za vysokých teplot s využitím miniaturních CT těles
Lokvenc, Martin ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá testováním lomové houževnatosti za vysokých teplot a studiem vlivu velikosti zkušebního tělesa na měřené hodnoty při využití miniaturních CT těles. Pro účely experimentální práce byla z oceli P91 vyrobena zkušební tělesa standardní a čtvrtinové velikosti. J-R křivky byly měřeny v rozsahu teplot 23°C až 600°C. Na výsledcích nebyl prokázán vliv velikosti při pokojové teplotě. Provedené experimenty spolu s fraktografickou analýzou prokázaly pokles houževnatosti při 400°C zapříčiněný efektem dynamického stárnutí.
|
|
|
Lomové chování kovových slitin s nízkou úrovní houževnatosti
Novotný, David ; Svoboda, Jiří (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na určování mechanických vlastností slitin vyrobených metodami práškové metalurgie. V rámci práce byly zkoumány dvě slitiny a to vysoce entropická slitina CrMnFeCoNi a oxidy disperzně zpevněná slitina FeAlO. Obě slitiny byly vyrobeny v laboratorním množství zkušebního materiálu a pro měření jejich mechanických vlastností byla použita miniaturní zkušební tělesa. Hlavním cílem práce byl vývoj metodiky přípravy trhliny, zkoušení a hodnocení charakteristik miniaturních zkušebních těles pro materiály s nízkou úrovní houževnatosti. V rámci experimentální části práce byly měřeny tahové a deformační vlastnosti a lomová houževnatost obou slitin. U vysoce-entropické slitiny CrMnFeCoNi se práce zaměřila na vliv rychlosti deformace na mechanické a lomové vlastnosti slitiny za pokojové teploty. U oxidy disperzně zpevněné slitiny FeAlO byly zkoumány mechanické a lomové vlastnosti v rozmezí teplot 23-600 °C.
|
|
|
Hodnocení lomového chování svarových spojů používaných v energetickém průmyslu
Rádsetoulal, Milan ; Šiška, Filip (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá rozborem lomového chování modelového heterogenního svarového spoje. Cílem je určení lomového chování rozhraní feritického základního materiálu a austenitického svarového kovu při teplotě 255 °C. Tento typ svarového spoje je běžně využíván v energetických aplikacích. Lomová houževnatost byla měřena na tělesech typu CT s velikostí 0,5T s cílem určení iniciačních hodnot tvárného porušení. Lomové chování je korelováno s výsledky metalografické a fraktografické analýzy. Pro fraktografickou analýzu je využito světelné i elektronové mikroskopie. Kvůli charakterizaci lomového chování rozhraní materiálů je důležitá zejména příprava zkušebního tělesa s nacyklovanou trhlinou do oblasti rozhraní. V případě vhodně připravené trhliny dosahuje svarový spoj nejnižší hodnoty houževnatosti. V ostatních případech, kdy došlo k mírnému odklonu trhliny mimo rovinu vrubu, je určena vyšší hodnota lomové houževnatosti. Heterogenní svarové spoje vykazují velký rozptyl mechanických vlastností. Objektivní hodnocení lomové houževnatosti je tedy spojeno s nutností měření většího počtu těles. Korelace výsledků lomové houževnatosti s fraktografickou analýzou umožňuje objasnit trajektorii a mechanismus šíření trhliny.
|
|
|
Subsized Specimens for Fracture Resistance Characterisation Including Transferability Issues
Dlouhý, Ivo ; Stratil, Luděk ; Šiška, Filip
The contribution is focused on characterization of methods enabling to apply small/subsized specimens for fracture resistance characterization. The applied methods are divided into transition region and upper shelf region. The approaches used in the upper shelf region represent at the same time methods applicable for ductile materials without transition. Relating to subsized samples two basic approaches are applicable: (i) miniaturized samples based on common standard ones and (ii) specific specimens/methods, e.g. small punch test etc. The results described in the paper belong to the first group. For interpretation of data generated under low constraint conditions toughness scaling models and master curve approached are commented. In ductile region, either the sample used generate valid toughness characteristics, or, if not, there is no way how to correct measured data except damage quantification through micromechanical models.
|
|
|
Crack Resistance Characterization in TiAl Intermetallics with Enhanced Toughness
Dlouhý, Ivo ; Stratil, Luděk ; Fukutomi, H. ; Hasegawa, M.
The paper is focused on the analysis of the role of lamellar microstructure in fracture performance of model TiAl intermetallic compound. Coarse lamellar colonies and, at the same time, fine lamellar morphology were prepared by compressive deformation at 1553 K (region of stable alpha phase in TiAl equilibrium diagram) followed by controlled cooling to 1473 K (region of alpha+gamma phase) with delay on this temperature and then cooling down. The fracture toughness was evaluated by means of chevron notch technique. In addition, because of enhanced toughness, crack resistance curves were obtained by load - unload technique of pre-racked beams, namely in two directions of crack propagation relative to lamellar structure. Extensive development of shear ligament toughening mechanism was observed in fracture surfaces leading to quite good fracture toughness thanks to the heat treatment applied.
|
host ::
RSS.