|
|
Termomechanická a izotermická únava povrchově upravené niklové superslitiny
Šulák, Ivo ; Pantělejev, Libor (oponent) ; Polák, Jaroslav (oponent) ; Obrtlík, Karel (vedoucí práce)
Systémy tepelných bariér na bázi oxidu zirkoničitého stabilizovaného oxidem ytritým patří mezi komerčně nejrozšířenější povrchové úpravy nacházející praktické uplatnění v leteckých motorech a pozemních energetických turbínách. Účelem tepelných bariér je primárně ochrana substrátu před působením vysokých teplot a rovněž zvýšení jeho oxidační odolnost. V současné době v relaci k poměrně častým sopečným erupcím a zvyšující se intenzitě letecké dopravy v pouštních oblastech je upírána pozornost směrem k novým povlakům, které budou odolávat tzv. CMAS poškození a zároveň budou splňovat nejpřísnější požadavky leteckého průmyslu. Speciálně pro tuto práci byly vyvinuty dva nové experimentální povlaky sestávající ze tří na sebe navazujících vrstev, z nichž svrchní dvě tvoří tepelně izolační keramický povlak. U první varianty povlaku použitého pro izotermické zkoušky je nejsvrchnější vrstva tvořena směsí mullitu a hexacelsianu v poměru 70/30 hm. %. Druhý typ nejsvrchnějšího povlaku, který byl použit pro termomechanické zkoušky, tvořila směs Al6Si2O13 + MgAl2O4 + BaCO3. Na svrchní vrstvy povlaku navazuje komerčně nejvyužívanější oxidem ytritým stabilizovaný oxid zirkoničitý. Metalický povlak, který je přímo deponovaný na substrát niklové superslitiny MAR-M247 je na bázi CoNiCrAlY a plní kompenzační funkci mezi mechanickými vlastnosti niklové superslitiny a svrchního keramického povlaku. Systém tepelné a environmentální bariéry byl deponován technologií plasmatického nástřiku (APS). Hlavním cílem této práce bylo hodnocení vlivu nově vyvinuté tepelné a environmentální bariéry, která má vysoký potenciál při ochraně povrchu komponent v agresivním prostředí, na izotermické a termomechanické únavové chování niklové superslitiny MAR-M247. Únavové zkoušky byly provedeny nejprve na nepovlakovaném materiálu a následně na povlakované superslitině v režimu řízení deformace s konstantní amplitudou celkové deformace. Byly zaznamenány křivky zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky a křivky životnosti v reprezentaci amplitudy celkové deformace, amplitudy plastické deformace a amplitudy napětí na počtu cyklů do lomu. Mikrostrukturní analýza superslitiny MAR-M247 a nových experimentálních povlaků byla provedena ve skenovacím elektronovém mikroskopu. Byla identifikována místa iniciace a byl popsán proces šíření únavových trhlin. Dislokační struktury povlakované i nepovlakované superslitiny byly studovány v transmisním elektronovém mikroskopu. Hlavním přínosem této dizertační práce jsou zjištěné parametry nízkocyklové únavy povlakované a nepovlakované superslitiny MAR-M247 a identifikace mechanizmů poškození pro jednotlivé druhy zatěžování. Dosažené výsledky umožní přesnější odhady zbytkové životnosti součásti a bezpečnější provoz vysokoteplotních zařízení.
|
|
|
Termomechanická a izotermická únava povrchově upravené niklové superslitiny
Šulák, Ivo ; Pantělejev, Libor (oponent) ; Polák, Jaroslav (oponent) ; Obrtlík, Karel (vedoucí práce)
Systémy tepelných bariér na bázi oxidu zirkoničitého stabilizovaného oxidem ytritým patří mezi komerčně nejrozšířenější povrchové úpravy nacházející praktické uplatnění v leteckých motorech a pozemních energetických turbínách. Účelem tepelných bariér je primárně ochrana substrátu před působením vysokých teplot a rovněž zvýšení jeho oxidační odolnost. V současné době v relaci k poměrně častým sopečným erupcím a zvyšující se intenzitě letecké dopravy v pouštních oblastech je upírána pozornost směrem k novým povlakům, které budou odolávat tzv. CMAS poškození a zároveň budou splňovat nejpřísnější požadavky leteckého průmyslu. Speciálně pro tuto práci byly vyvinuty dva nové experimentální povlaky sestávající ze tří na sebe navazujících vrstev, z nichž svrchní dvě tvoří tepelně izolační keramický povlak. U první varianty povlaku použitého pro izotermické zkoušky je nejsvrchnější vrstva tvořena směsí mullitu a hexacelsianu v poměru 70/30 hm. %. Druhý typ nejsvrchnějšího povlaku, který byl použit pro termomechanické zkoušky, tvořila směs Al6Si2O13 + MgAl2O4 + BaCO3. Na svrchní vrstvy povlaku navazuje komerčně nejvyužívanější oxidem ytritým stabilizovaný oxid zirkoničitý. Metalický povlak, který je přímo deponovaný na substrát niklové superslitiny MAR-M247 je na bázi CoNiCrAlY a plní kompenzační funkci mezi mechanickými vlastnosti niklové superslitiny a svrchního keramického povlaku. Systém tepelné a environmentální bariéry byl deponován technologií plasmatického nástřiku (APS). Hlavním cílem této práce bylo hodnocení vlivu nově vyvinuté tepelné a environmentální bariéry, která má vysoký potenciál při ochraně povrchu komponent v agresivním prostředí, na izotermické a termomechanické únavové chování niklové superslitiny MAR-M247. Únavové zkoušky byly provedeny nejprve na nepovlakovaném materiálu a následně na povlakované superslitině v režimu řízení deformace s konstantní amplitudou celkové deformace. Byly zaznamenány křivky zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky a křivky životnosti v reprezentaci amplitudy celkové deformace, amplitudy plastické deformace a amplitudy napětí na počtu cyklů do lomu. Mikrostrukturní analýza superslitiny MAR-M247 a nových experimentálních povlaků byla provedena ve skenovacím elektronovém mikroskopu. Byla identifikována místa iniciace a byl popsán proces šíření únavových trhlin. Dislokační struktury povlakované i nepovlakované superslitiny byly studovány v transmisním elektronovém mikroskopu. Hlavním přínosem této dizertační práce jsou zjištěné parametry nízkocyklové únavy povlakované a nepovlakované superslitiny MAR-M247 a identifikace mechanizmů poškození pro jednotlivé druhy zatěžování. Dosažené výsledky umožní přesnější odhady zbytkové životnosti součásti a bezpečnější provoz vysokoteplotních zařízení.
|
|
|
Effect of plasma sprayed AlSi coating on low cycle fatigue properties of cast superalloy Inconel 738LC
Obrtlík, Karel ; Pospíšilová, S. ; Juliš, M. ; Čelko, L. ; Podrábský, T.
Air plasma spraying was applied to obtain AlSi protective surface coating on cylindrical specimens of cast polycrystalline superalloy Inconel 738LC. Chemical composition of the surface treated layer was studied and the hardness depth profile was measured. Surface treated and untreated specimens were cyclically strained under total strain control at 800 °C in air. Cyclic stress-strain response and fatigue life of both materials were obtained. The coating results in a slight decrease of cyclic stress-strain curve. A detrimental effect of the surface treatment on derived Wöhler curve is documented while Manson-Coffin curves of both materials are almost identical. Specimen section observations and fracture surface examinations help to discuss fatigue behaviour of both materials.
|
|
|
Fatigue properties of nickel-base superalloy inconel 792-5A at 800°C
Šmíd, Miroslav ; Obrtlík, Karel ; Petrenec, Martin ; Polák, Jaroslav ; Hrbáček, K.
Smooth specimens were cyclically strained under strain control with constant strain amplitude and constant strain rate. Low cycle fatigue tests were conducted in servo-hydraulic pulsator MTS equipped with a three zone resistance furnace at temperature 800°C in air. Fracture surface was studied in SEM after fatigue test termination. Selected specimens were used to prepare foils for the transmission electron microscope (TEM) observation of microstructure and dislocation arrangement. They were used to obtain cyclic hardening/softening curves, cyclic stress-strain curve and fatigue life curves in the representation of stress amplitude, total strain amplitude and plastic strain amplitude versus number of cycles to fracture. Experimental points can be approximated with the Manson-Coffin law and the Basquin law. Fracture surface examinations revealed fatigue crack initiation sites.
|
|
|
Porovnání charakteristik nízkocyklové únavy litých niklových superslitin Inconel 713 LC a Inconel 792-5A
Petrenec, Martin ; Obrtlík, Karel ; Polák, Jaroslav
Válcová zkušební tělesa litých polykrystalických niklových superslitin Inconel 713 LC a Inconel 792-5A byla cyklicky zatěžována v režimu řízené deformace při pokojové teplotě a při teplotě 800 °C. Jsou dokumentovány strukturní charakteristiky obou materiálů. Metalografická pozorování odhalila dendritickou strukturu s hrubými zrny, přítomnost licích defektů a karbidů. Pozorování v TEM ukázalo rozdíly v morfologii uspořádané fáze γ´ obou superslitin. Byly získány křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky a křivky únavové životnosti pro obě superslitiny. Průběh křivek cyklického zpevnění/změkčení závisí na teplotě a na amplitudě plastické deformace. Cyklické deformační křivky lze aproximovat mocninovou závislostí. Experimentální body křivek životnosti vyhovují Mansonovu-Coffinovu a Basquinovu zákonu. Charakteristiky napěťové odezvy a únavové životnosti stanovené při obou teplotách jsou porovnány a diskutovány v relaci ke strukturním parametrům studovaných materiálů.
|
|
|
Únavová odolnost svarových spojů
Polák, Jaroslav ; Sochor, J.
V této práci jsou shrnuty výsledky zkoušek nízkocyklové únavy svarových spojů, základního materiálu i svarového kovu s cílem posoudit vliv faktorů, které mají vliv na únavovou odolnost těchto spojů, zejména teploty žíhání, kterému byly svařené polotovary vystaveny.
|
host ::
RSS.