|
|
IN-SITU HIGH TEMPERATURE LOW CYCLE FATIGUE STUDY
Petrenec, M. ; Polák, Jaroslav ; Šamořil, T. ; Dluhoš, J. ; Obrtlík, Karel
In-situ Low Cycle Fatigue test (LCF) at temperature 635 °C have been performed in Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with Electron Backscatter Diffraction analysis (EBSD) on a small dog-bone-shaped specimen of cast Inconel 713LC superalloy. The aim of the work was to study early stage fatigue damage at high temperature by the observations of the characteristic surface relief evolution and crystallographic characterization changes by EBSD. The detail of slip bands shape was checked by FIB and AFM microscopes. The LCF test was conducted on GATAN stage with pre tilted position and constant stress amplitude of total cycle number of 20. The relief produced in the first cycle determines the other locations of the localized cyclic slip to the primary slip planes (111). The relief was modified in the next cycles but without forming additionally new slip traces in the primary system. Based on EBSD analysis before and after LCF, the orientation of two grains was changed which caused activation of second slip system. The damage mechanism evolution is closely connected with the cyclic strain localization to the persistent slip bands where the fatigue cracks were initiated.
|
|
|
EFFECT OF HIP ON LOW CYCLE FATIGUE OF MAR-M247 AT 900°C
Šulák, Ivo ; Obrtlík, Karel ; Škorík, Viktor ; Hrbáček, K.
Polycrystalline nickel-base superalloy MAR-M247 is used for high temperature applications requiring excellent combination of fatigue properties, creep resistance and surface stability. These superior high temperature characteristics derive from the microstructure which habitually consists of face centred cubic matrix γ and precipitate γ´ (L12 type ordered structure). In the present work, the high temperature low cycle fatigue behaviour of cast nickel-base superalloy MAR-M247 in as received condition and in hot isostatically pressed (HIP) condition was studied. The microstructure of the materials is characterized by dendritic grains, carbides and casting defects. Distribution and size of defects in both materials were studied. Isothermal low cycle fatigue (LCF) tests were performed on cylindrical specimens under total strain control at 900°C in air. Cyclic stress–strain response and fatigue life of both materials were assessed. Beneficial effects of HIP process on cyclic stress-strain and fatigue life curves are discussed.
|
|
|
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.
|
|
|
High Temperature Fatigue Behaviour of Third Generation of TiAl Alloys
Obrtlík, Karel ; Kruml, Tomáš
Low cycle fatigue properties of lamellar TiAl with 7.8 at.% Nb were studied at four temperatures: room temperature, 700, 750 and 800 °C. Up to 750 °C, stable cyclic behaviour is observed while cyclic softening is characteristic for 800°C. The strength of the alloy is still high even at 800 °C. The TEM observation did not reveal any substantial changes in the microstructure due to the cycling at RT. At 750 °C, the lamellar structure was in some places destroyed by cyclic plasticity and pure g-phase islands with high density of dislocation debris were formed. At 800 °C, the domains without lamellar structure cover about 10% of inspected volume and are almost dislocation free. The results show that the diffusion processes leading to vanishing of small prizmatic dislocation loops start to operate between 750 and 800 °C. The destruction of lamellar microstructure and annealing of dislocation debris is the reason for cyclic softening at 800 °C.
|
|
|
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.
|
|
|
Únavová životnost a únavový lom lité niklové superslitiny Inconel 792-5A při pokojové teplotě a při zvýšených teplotách
Šmíd, Miroslav ; Obrtlík, Karel ; Petrenec, Martin ; Polák, Jaroslav ; Hrbáček, K.
Cílem této práce je studium vlivu teploty na únavovou životnost a charakter únavového lomu lité polykrystalické superslitiny Inconel 792-5A. Pozorování povrchového reliéfu a lomových ploch pomocí SEM umožňuje objasnit mechanismy únavového poškozování v tomto materiálu užívaném na výrobu kritických částí plynových turbín. Křivky únavové životnosti byly získány pro všechny teploty. Experimentální body křivek životnosti vyhovují Mansonovu-Coffinovu a Basquinovu zákonu. Byl sledován povrchový reliéf pomocí SEM s důrazem na místa lokalizace cyklické plastické deformace. Komplexní informace o iniciaci únavových trhlin byly získány jak pozorováním povrchového reliéfu, tak lomové plochy. Bylo provedeno detailní studium morfologie lomových ploch při různých teplotách a různých amplitudách deformace a charakteristické lomové útvary. Mechanismy únavového porušování v závislosti na teplotě, amplitudě deformace a délce únavové trhliny jsou diskutovány.
|
|
|
Nízkocyklová únava superslitin Inconel 713LC a Inconel 792-5A při teplotách 500 A 700 °C
Petrenec, Martin ; Obrtlík, Karel ; Polák, Jaroslav ; Hrbáček, K. ; Kruml, Tomáš
Válcová zkušební tělesa litých polykrystalických niklových superslitin Inconel 713LC a Inconel 792-5A byla cyklicky zatěžována v režimu řízené deformace při teplotách 500 a 700 °C. Jsou dokumentovány strukturní charakteristiky obou materiálů včetně morfologie precipitátů gama´. Dislokační struktura ve vybraných vzorcích cyklovaných do lomu byla pozorována pomocí TEM s využitím techniky orientovaných fólií. Byly získány křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky a křivky únavové životnosti. 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 cyklické napěťové odezvy a únavové životnosti stanovené při obou teplotách jsou porovnány a diskutovány v relaci ke strukturním parametrům a pozorovaným dislokačním strukturám studovaných superslitin.
|
|
| |
|
| |
|
|
Únavové chování niklové superslitiny Inconel 738LC za pokojové teploty
Juliš, M. ; Obrtlík, Karel ; Petrenec, Martin ; Podrábský, T.
Zkoušky nízkocyklové únavy byly provedeny na válcových vzorcích z polykrystalické slitiny Inconel 738LC při pokojové teplotě (23°C) v režimu řízení deformace. V průběhu měření byly získány křivky cyklického zpevnění, cyklická deformační křivka a křivky únavové životnosti. Lomová plocha byla studována pomocí elektronové rastrovací mikroskopie. Při vysokých amplitudách deformace bylo pozorováno výrazné počáteční zpevnění materiálu, které pokračovalo sekundárním zpevněním až do lomu. Při nízkých amplitudách zatěžování byla pozorována stabilizovaná napěťová odezva. Únavovou životnost lze uspokojivě charakterizovat Mansonovým-Coffinovým a Basquinovým zákonem. Místa iniciace únavových trhlin v blízkosti povrchu z licích defektů jsou zdokumentovány.
|
host ::
RSS.