|
|
Interferometrický systém pro měření deformace tenkých membrán
Pikálek, Tomáš ; Holzer, Jakub ; Tinoco, H.A. ; Buchta, Zdeněk ; Lazar, Josef ; Chlupová, Alice ; Náhlík, Luboš ; Sobota, Jaroslav ; Fořt, Tomáš ; Kruml, Tomáš
Mechanické vlastnosti tenkých vrstev se mohou výrazně lišit od běžných materiálů. Příkladem metody pro jejich měření je například nanoindentace založená na zatlačování miniaturního hrotu do materiálu. Jinou metodou je tzv. bulge test, který je založen na určení mechanických vlastností (obvykle Youngova modulu a reziduálního napětí) samonosných tenkých vrstev (membrán) z jejich deformace při aplikování diferenčního tlaku z jedné jejich strany. Pro měření tvaru membrán během tohoto bulge testu byl vyvinut interferometrický systém.
|
|
|
Microstructure and properties of enhanced twin-roll cast aluminium alloys.
Poková, Michaela ; Cieslar, Miroslav (vedoucí práce) ; Karlík, Miroslav (oponent) ; Kruml, Tomáš (oponent)
V této práci byly studovány tři hliníkové slitiny ze série AA3003 modifikované přídavkem zirkonia. Byl vyhodnocen vliv složení, tepelného pracování a defor- mace válcováním za studena nebo protlačováním pravoúhlým kanálem na vývoj mikrostruktury a mechanických vlastností. Během žíhání při teplotách 300 ◦ C až 500 ◦ C se v materiálech vytvořilo velké množství precipitátů fáze α-Al(Mn,Fe)Si. Částice fáze Al3Zr vyprecipitovaly během žíhání na teplotě 450 ◦ C s pomalým náběhem. Odolnost vůči rekrystalizaci byla zvýšena buď částicemi Al3Zr, které byly v materiálu přítomné před deformací, nebo částicemi fáze α-Al(Mn,Fe)Si, které se tvořily současně během rekrystalizace. 1
|
|
|
Fatigue crack growth in 316L under uniaxial and torsional loading
Karol, Michal ; Chlupová, Alice ; Mazánová, Veronika ; Kruml, Tomáš
A study of fatigue crack initiation and growth in 316L austenitic stainless steel is reported. Fatigue experiments were performed at room temperature on full cylindrical specimens cycled axially (tension-compression) and on hollow cylindrical specimens tested in reversed torsion. Microstructure and damage evolution (crack initiation and growth) on the surface of mechanically and electrolytically polished specimens were observed using light and electron microscopy. An analysis of the orientation of microcracks and macrocracks which led to failure was made. Axially loaded specimens exhibited presence of several microcracks which resulted in macrocrack propagating perpendicularly to specimen axis. In the case of torsional loading, orientation of macrocrack propagation was dependent on applied load and presence of notches. High amount of short cracks initiated parallel to specimen axis. Long cracks exhibited a tendency to bifurcate with crack branches oriented at approximately 45° to the specimen axis.
|
|
|
Early Stages of Fatigue Damage of Steels for Fusion Energetics
Kuběna, Ivo ; Spätig, Philippe (oponent) ; Lukáš, Petr (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
The main aim of the thesis is to explain fatigue behaviour of the ODS Eurofer steel, 14Cr ODS ferritic steel produced in the CEA (Commissariat a l’énergie atomique, Saclay, France) and 14Cr ODS ferritic steel produced in the EPFL (École Polytechnique Fédérale de Laussane, Switzerland). The results are compared with non–ODS variant of Eurofer steel, if possible. This work is part of a wide collaboration coordinated by the EFDA (European Fusion Development Agreement) on development of structural materials for future fusion reactors. The following experiments were carried out: • Standard fatigue experiments were performed at room temperature, at 650 and at 750 . Cyclic hardening/softening curves, cyclic deformation stress–strain curves, Coffin–Manson curves and Wöhler curves were measured. Detailed analysis of hysteresis loops was performed. • The microstructure of the as–received state was studied by TEM and compared with the microstructure after fatigue loading in order to reveal microstructural changes due to fatigue loading. • Surface roughening due to cyclic plastic localisation was observed. Crack initiation sites were detected and the mechanism of crack initiation was analysed. • Kinetics of small fatigue crack growth was measured. It was found that fine oxide dispersion strengthens studied materials significantly, reduces cyclic softening and stabilises the microstructure in the whole range of testing temperatures. The maximum application temperature is increased. Significant differences in fatigue life of the ODS steels were found and explained by differences in crack initiation mechanisms and small fatigue crack growth rate.
|
|
|
Strukturní a mechanické charakteristiky niklových litin s kuličkovým grafitem
Tesařová, Hana ; Kohout, Jan (oponent) ; Kruml, Tomáš (oponent) ; Konečná,, Radka (oponent) ; Pacal, Bohumil (vedoucí práce)
Práce se zabývá posouzením vlivu niklu na strukturu a mechanické vlastnosti litin s kuličkovým grafitem (dále LKG) s feritickou a bainitickou matricí. Ke studii vlivu niklu byly použity dvě tavby volně litých klínů legované 0,5 a 2,7 % niklu, na nichž bylo pomocí obrazové analýzy provedeno kvantitativní vyhodnocení struktury a byly stanoveny základní mechanické charakteristiky. Následně byla provedena optimalizace doby dvoustupňového feritizačního žíhání a izotermického zušlechťování při teplotě 375 °C pro obě LKG, s cílem získání optimální feritické a bainitické struktury s nejvhodnějšími statickými a dynamickými mechanickými vlastnostmi. Vliv niklu přispívá, po feritizačním žíhání k substitučnímu zpevnění matrice, které pozitivně ovlivňuje její pevnostní vlastnosti. Přítomnost niklu u izotermického zušlechťování způsobuje posun dob transformací k delším časům, což má za následek méně karbidů a větší množství stabilizovaného austenitu, jak bylo potvrzeno pozorováním na transmisním elektronovém mikroskopu. Na optimalizovaných strukturách LKG byly následně provedeny zkoušky tahem a zkoušky nízkocyklové únavy při 23 °C a – 45 °C při stejných rychlostech deformace. Na začátku průběhu tahových křivek deformace-napětí u obou LKG docházelo k mikroplastické deformaci matrice při napětích nižších, než je smluvní mez kluzu, díky vrubovému účinku grafitických nodulí. Použitý Hollomonův vztah dobře popisoval jednotlivé úseky tahových křivek obou LKG včetně jejich srovnání. Ze zkoušek nízkocyklové únavy byly získány křivky cyklického zpevnění-změkčení, průběh modulů a parametrů tvaru hysterézních smyček, cyklické deformační křivky a křivky únavové životnosti. V průběhu cyklického zatěžování u bainitické LKG byl zjištěn úbytek stabilizovaného austenitu pomocí neutronové difrakce a vývoj povrchového reliéfu. Na základě těchto výsledku byla detailně popsána jak cyklická plasticita v relaci k lokalizaci deformace, tak i únavový degradační mechanismus LKG.
|
|
|
Využití techniky orientovaných fólií v TEM
Buček, Petr ; Kruml, Tomáš (oponent) ; Petrenec, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývala využitím metody orientovaných fólií v transmisní elektronové mikroskopii. S použitím této metody byly identifikovány dislokační struktury v obou fázích, pro dvě amplitudy plastické deformace ap, cyklicky zatěžované polykrystalické austeniticko-feritické korozivzdorné oceli SAF 2507. Byly také určeny osy zatěžování jednotlivých zrn a hodnoty Schmidových faktorů aktivních skluzových systémů. V austenitické fázi byla určena planární struktura pro obě ap. Ve feritických zrnech se dislokační uspořádání lišila pro dvě pozorované amplitudy ap. U nižší ap=1x10-4 se nacházely volné šroubové dislokace a nakupení hranových dislokací zatímco u vyšší ap=2x10-3 bylo dislokační struktura tvořena směsí žil a stěn. Pozorované dislokační struktury byly diskutovány s cyklickou plastickou odezvou duplexní oceli.
|
|
|
Tahové a únavové zkoušky tenkých vláken a fólií
Štěrbáček, Jaroslav ; Liškutín, Petr (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
Na Ústav fyziky materiálů, AVČR v.v.i. byl zakoupen zkušební stroj MTS Tytron 250 s originální konstrukcí. Cílem této diplomové práce bylo seznámit se s jeho ovládáním a zjistit jeho výhody i limity. Byly provedeny tahové zkoušky na Al vláknech o průměrech 125 mikrometrů, 180 mikrometrů a 500 mikrometrů na nylonových vláknech o průměrech 250 mikrometrů a 500 mikrometrů a tahové a únavové zkoušky na Al fóliích o tloušťce 77 mikrometrů. Bylo zjištěno, že stroj je vhodný pro testování zejména jednak subtilních vzorků s velmi malými zátěžnými silami a jednak vzorků s malou tuhostí, jako jsou polymery anebo velmi dlouhá kovová či keramická vlákna. Naopak, stroj Tytron není schopen deformovat vzorky s vysokou tuhostí a s vyššími zátěžnými silami. Materiálové charakteristiky studovaných vzorků byly změřeny s vysokou reprodukovatelností. Výhody a omezení několika způsobů uchycování miniaturních vzorků do čelistí byly také studovány.
|
|
|
Vývoj metodiky nanoobrábění při studiu mechanických vlastností tenkých vrstev pomocí fokusovaných iontových svazků
Kuběna, Ivo ; Švejcar, Jiří (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
Hlavním obsahem této diplomové práce je vytvoření metodiky přípravy mikrokompresních vzorků z tenké kovové vrstvy připravené metodou PVD. Testovaný materiál byl připraven firmou ON Semiconductor Rožnov pod Radhoštěm. Studovaná vrstva měla složení Al-1,5 hm% Cu a je používaná pro vodivé spoje na integrovaných obvodech. Na křemíkový substrát je nejprve napařena mezivrstva se složením W-10 hm% Ti pro lepší adhezi testované vrstvy. Geometrie vzorku by se měla co nejvíce blížit rotačnímu válci, jehož výška je dána tloušťkou vrstvy a jehož průměr je přibližně 1 m. Pro přípravu takového mikrokompresního vzorku bylo použito přístroje Quanta 3D FEG Dual BeamTM využívajícího technologii fokusovaného iontového svazku. Experimenty na tomto přístroji byly prováděny na půdě společnosti FEI Company v Brně. Bylo připraveno 39 mikrokompresních vzorků za různých podmínek iontového odprašování. Optimalizací parametrů procesu přípravy bylo dosaženo požadované geometrie, zlepšení rovnoběžnosti stěn a rovnoměrnosti dna v blízkém okolí vzorku a jeho plynulý přechod do základního substrátu. Připravené vzorky jsou vhodné pro mikrokompresní testy, které již byly úspěšně provedeny ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR v Praze.
|
|
|
THE EFFECT OF MO AND/OR C ADDITION ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF TIAL ALLOYS
Chlupová, Alice ; Kruml, Tomáš ; Roupcová, Pavla ; Heczko, Milan ; Obrtlík, Karel ; Beran, Přemysl
Cast TiAl alloys with high Nb content are subject of extensive research with the aim to develop material with low density, good corrosion resistance and high strength at elevated temperatures. Disadvantage of their broad applications is restricted workability, machinability and low fracture toughness especially at room temperature. Improvement of properties of TiAl based materials can be achieved by tailoring the microstructure by modification of chemical composition. For this purpose 5 types of TiAl alloys with 7 % of Nb were prepared having variable content of Mo and/or C. Addition of Mo and/or C resulted in three types of microstructure and different phase composition. All modified alloys contain colonies consisting of thin lamellae of a and g phases sometimes complemented by g and/or b phase at the grain boundaries. Variable microstructure and phase composition resulted in differences in mechanical behaviour. The most promising tensile properties at both room and elevated temperature were observed for alloy doped with 2 % of Mo having the mixed microstructure containing b phase and for alloy doped with 0.5 % of C with nearly lamellar microstructure without b phase. 2Mo alloy exhibited reasonably good ductility while 0.5C alloy reached the highest tensile strength. Also low cycle fatigue behaviour of these two materials was the best of all five materials under investigation. Fatigue deformation characteristics were better in the case of 2Mo alloy while 0.5C alloy exhibited higher cyclic stresses. Fracture mechanisms were determined using fractographic analysis. The major fracture mode of all alloys was trans-lamellar.
|
|
|
Pevnostní, lomové a únavové vlastnosti materiálů a svarů spirály vodní turbíny (Část II. – svar plech/odlitek)
Dlouhý, Ivo ; Kruml, Tomáš ; Čupera, Pavel ; Chlup, Zdeněk ; Šiška, Filip
Dílčí zpráva obsahuje soubor deformačních, pevnostních, lomově mechanických a únavových vlastností základních materiálů a svarů spirály vodní turbíny. Jsou v ní shrnuta data získaná na 30 mm plechu a svarovém spoji tohoto plechu s odlitkem. Zkoušky byly provedeny v souladu s odpovídajícími normami. Byla realizována měření ke stanovení J-Δa křivek odlehčovací metodou při pokojové teplotě a při 0°C. Navíc byly realizovány zkoušky CT těles v oblasti horní prahové hodnoty (a tranzitní oblasti) s cílem určit konzervativní hodnotu parametru odolnosti vůči lomu. Zpráva obsahuje rovněž výsledky únavových zkoušek, a to cyklické odezvy a křivek životnosti základního materiálu a tepelně ovlivněné zóny svaru plech/plech.
|
host ::
RSS.