National Repository of Grey Literature 69 records found  1 - 10nextend  jump to record: Search took 0.01 seconds. 
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (referee) ; Weidner, Anja (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Superaustenitická korozivzdorná ocel typu 22Cr25NiWCoCu určená pro vysokoteplotní aplikace v energetickém průmyslu byla studována za podmínek nízkocyklové únavy při pokojové a zvýšené teplotě. Jednotlivé vzorky byly podrobeny různým zátěžným procedurám, což umožnilo studium materiálové odezvy spolu s mechanismem poškození. Křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklického napětí a Coffin-Mansonovy křivky byly vyhodnoceny. Únavová životnost materiálu byla diskutována s ohledem na uplatňované mechanismy poškození, které se vyvinuly za specifických zátěžných podmínek. Standardní izotermální únavové experimenty byly provedeny při pokojové a zvýšené teplotě. Hysterezní smyčky zaznamenané během cyklického zatěžování byly analyzovány pomocí zobecněné statistické teorie hysterezní smyčky. Pro různé amplitudy napětí byla určena jak distribuce hustoty pravděpodobnosti interních kritických napětí (dále PDF), tak rovněž zjištěn její vývoj během cyklického namáhání. Zjištěné průběhy PDF byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního dislokačního uspořádání zdokumentované pro obě teploty pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) vybavené technikou fokusovaného iontového svazku (FIB), která umožnila rovněž efektivní studium nukleace povrchových únavových trhlin. Při cyklickém zatížení při pokojové teplotě byla pozorována lokalizace cyklické plastické deformace do perzistentních skluzových pásů (PSP). V místech, kde tyto PSP vystupují na povrch materiálu byly pozorovány perzistentní skluzové stopy (PSS) tvořené extruzemi a intruzemi. Postupné prohlubování intruzí, zejména na čele nejhlubší intruze, vede k iniciaci únavové trhliny. Odlišný mechanismus tvorby trhlin byl zjištěn při únavové zkoušce při zvýšené teplotě, kde zásadní roli hrál vliv prostředí. Rychlá oxidace hranic zrn a jejich následné popraskání představuje dominantní mechanismus v I. stádiu nukleace trhlin. Aplikace desetiminutové prodlevy v tahové části zátěžného cyklu vedlo k vývoji vnitřního (kavitačního) poškozování. Mechanismy vnitřního poškozování byly studovány na podélných řezech rovnoběžných s napěťovou osou zkušebních vzorků. Trhliny a jejich vztah k hranicím zrn a dvojčat byly studovány pomocí difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Vliv prodlevy na únavovou životnost byl korelován s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního poškození. Vzorky z uvedené oceli byly rovněž podrobeny zkouškám termomechanické únavy (TMF), při nichž se v čase mění jak zátěžná síla tak i teplota. Termomechanické únavové zkoušky v režimu soufázném (in-phase) a protifázném (out-of-phase) byly provedeny jak s prodlevou, tak i bez ní. Ve všech případech bylo pozorováno rychlé cyklické zpevnění bez ohledu na použitou amplitudu deformace, u vzorků testovaných v out-of-phase režimu byla zjištěna tendence k saturaci. Zkoumáním povrchového reliéfu za pomocí technik SEM a FIB byla odhalena přednostní oxidace hranic zrn a následné praskání těchto hranic kolmo k ose zatížení. Prodlevy v cyklech při maximálním napětí vedly ke zvýšení amplitudy plastické deformace a následně ke creepovému poškození ve formě vnitřních kavit a trhlin. Interkrystalické šíření trhlin bylo pozorováno na vzorcích testovaných v režimu in-phase. Vývoj poškození v režimu out-of-phase nebyl principiálně ovlivněn zařazením prodlevy do zátěžného cyklu. Charakteristickým znakem namáhání v režimu out-of-phase je nukleace několika trhlin v homogenní oxidické vrstvě jdoucích napříč zrny kolmo k ose zatěžování.
Thermomechanical and Isothermical Fatigue of Surface Treated Nickel Superalloys
Šulák, Ivo ; Pantělejev, Libor (referee) ; Polák, Jaroslav (referee) ; Obrtlík, Karel (advisor)
Yttria-stabilized zirconia-based thermal barrier coating systems are the most widely used commercial coatings in the industry, with practical applications in aircraft engines and land-based power turbines. The purpose of thermal barriers is primarily to protect the substrate from high temperatures and also to increase its oxidation resistance. Currently, concerning the relatively frequent volcanic eruptions and increasing air traffic intensity in desert areas, increased attention is being paid to the development of new thermal and environmental coatings that will withstand the so-called CMAS attack and still successfully meeting the strictest requirements of the aerospace industry. Two newly developed experimental coatings consisting of three successive layers have been developed for this work. The upper two layers are thermal insulating ceramic coatings, where two different uppermost coatings were deposited. The first uppermost layer of the coating is a mixture of mullite and hexacelsian in a ratio of 70/30 wt. %. The second upper most type of coating consists of Al6Si2O13 + MgAl2O4 + BaCO3 in a ratio of 6:3:1 wt. %. The interlayer is made of the commercially utilized yttria-stabilized zirconia. The metallic CoNiCrAlY coating, which is directly deposited on the nickel-based superalloy MAR-M247, fulfils a compensatory function between the mechanical properties of the nickel superalloy and the ceramic coating. The thermal and environmental barrier system was deposited using air plasma spraying (APS) technology. The main objective of this work was to evaluate the effect of the newly developed thermal and environmental barrier coating, which has a high potential for the protection of component surfaces in an aggressive environment, on isothermical and thermomechanical fatigue behaviour of nickel-based superalloy MAR-M247. Low cycle fatigue tests were performed in strain control mode with constant strain amplitude on both uncoated and TEBC coated superalloy. Fatigue hardening/softening curves, cyclic stress-strain curves and fatigue life curves in the representation of total strain amplitude, plastic strain amplitude and stress amplitude on the number of cycles to failure were obtained. Microstructural analysis of MAR-M247 superalloy and a newly developed experimental coating was performed in a scanning electron microscope. The fatigue crack initiation sites were identified and the process of fatigue crack propagation was described. The dislocation arrangement after fatigue loading of MAR-M247 was investigated in a transmission electron microscope. The findings of isothermical and thermomechanical low cycle fatigue behaviour of uncoated and TEBC coated MAR-M247 superalloy and identification of damage mechanisms presented in this dissertation will improve the estimation of safe-life that is particularly relevant to aircraft engines components.
Short Crack Growth in Materials for High Temperature Applications
Mazánová, Veronika ; Obrtlík, Karel (referee) ; Krupp, habil Ulrich (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Pokročilá vysoce legovaná austenitická nerezová ocel Sanicro 25 s Fe-Ni-Cr matricí byla studována za podmínek nízkocyklové únavy za pokojové a vysoké teploty 700 °C. Široká škála moderních experimentálních technik byla použita ke studiu vzájemně souvisejících efektů chemického složení slitiny, mikrostrukturních změn a deformačních mechanismů, které určují odolnost materiálu vůči poškození. Hlavní úsilí bylo zaměřeno na studium iniciace únavových trhlin a růstu krátkých trhlin, tedy dvě stádia, která hrají zásadní roli ve výsledné celkové délce únavového života materiálu v provozu. • Vnitřní deformační mechanismy byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu, který je pozorován ve formě persistentních skluzových stop na povrchu. Bylo zjištěno, že vysoce planární charakter dislokačního skluzu způsobuje vysokou lokalizaci cyklické plastické deformace do persistentních skluzových pásů, což v důsledku vede k nukleaci “Stage I” trhlin, která je spojena s přítomností persistentních skluzových stop na povrchu ve všech studovaných vzorcích. Bylo zjištěno, že praskání dvojčatových hraníc je taktéž spojeno s přítomností persistentních skluzových stop podél povrchové stopy dvojčatové roviny. • Interkrystalická iniciace únavové trhliny byla pozorována pouze zřídka, a to za podmínek zatěžování amplitudami vysoké deformace. Bylo zjištěno že interkrystalická iniciace je spojena s přítomností persistentních skluzových stop na hranicích zrn. Hranice zrn praskají za podmínek externího tahového zatížení zejména z důvodu vysokého počtu nekompatibilit na hranicích zrn, které jsou způsobené tvarem persistentních skluzových stop. • Mechanismy růstu přirozených krátkých trhlin byly studovány na vzorcích vystavených nízkocyklove únava s nízkou i vysokou deformací. Role mikrostruktury byla analyzována pomocí experimentálních technik a diskutována. • Rychlosti šíření nejdelších trhlin byly měřeny na vzorcích s mělkým vrubem. Výsledky byly analyzovány použitím přístupů lomové mechaniky založených na amplitudě KI a J-integrálu stejně jako na amplitudě plastické deformace. Všechny přístupy byly diskutovány v souvislosti s Mansonovými-Coffinovými křivkami únavové životnosti. Jednoduchý mocninový zákon růstu krátkých trhlin založený na amplitudě plastické deformace ukazuje velice dobrou korelaci se zákonem únavové životnosti. • Byla studována role oxidace v podmínkách cyklického zatěžování za vysokých teplot. Bylo zjištěno, že křehké praskání zoxidovaných hranic zrn hraje hlavní roli v počátečních stádiích nukleace trhlin. Později po iniciaci se dráha růstu trhliny mění preferenčně na transkrystalickou. Dráha šíření trhlin je velmi podobná dráze zjištěné při cyklování za pokojové teploty.
MICROSTRUCTURAL INVESTIGATION AND MECHANICAL TESTING OF AN ULTRAFINE-GRAINED AUSTENITIC STAINLESS STEEL
Chlupová, Alice ; Man, Jiří ; Polák, Jaroslav ; Karjalainen, L. P.
Special thermomechanical treatment based on high degree deformation followed by reversion annealing was applied to 301LN austenitic stainless steel to achieve ultrafine-grained (UFG) structure with considerably enhanced mechanical properties. Two different conditions of the thermomechanical treatment were adopted and resulting microstructures with different grain sizes were characterised by optical and high resolution scanning electron microscopy (FEG SEM). Hardness measurements and tensile tests were performed to characterize mechanical properties. To reveal structural changes induced during thermomechanical treatment and during tensile tests a magnetic induction method was additionally applied. Experimental study validated the ability of the treatment to produce an austenitic stainless steel with the grain size of about 1.4 mu m which exhibits tensile strength of around 1000 MPa while ductility remains close to 60 %. The results obtained for both thermomechanical conditions are compared and the relationship between microstructure refinement, phase content and mechanical properties is discussed.
MICROSTRUCTURAL INVESTIGATION AND MECHANICAL TESTING OF AN ULTRAFINE-GRAINED AUSTENITIC STAINLESS STEEL
Chlupová, Alice ; Man, Jiří ; Polák, Jaroslav ; Karjalainen, L. P.
Special thermomechanical treatment based on high degree deformation followed by reversion annealing was applied to 301LN austenitic stainless steel to achieve ultrafine-grained (UFG) structure with considerably enhanced mechanical properties. Two different conditions of the thermomechanical treatment were adopted and resulting microstructures with different grain sizes were characterised by optical and high resolution scanning electron microscopy (FEG SEM). Hardness measurements and tensile tests were performed to characterize mechanical properties. To reveal structural changes induced during thermomechanical treatment and during tensile tests a magnetic induction method was additionally applied. Experimental study validated the ability of the treatment to produce an austenitic stainless steel with the grain size of about 1.4 mu m which exhibits tensile strength of around 1000 MPa while ductility remains close to 60 %. The results obtained for both thermomechanical conditions are compared and the relationship between microstructure refinement, phase content and mechanical properties is discussed.
Methodology for long-term evaluation of transgenic plum cv. ´HoneySweet´ resistance against Plum pox virus: Certified methodology applied
Polák, Jaroslav ; Komínek, Petr ; Krška, Boris ; Jarošová, Jana
Methodology describes procedure of establishing the field trial with Biotech plum cv. ´HoneySweet´, growing the plants in the experimental orchard and evaluation of plum resistance against Plum pox virus infection, as well as against co-infection with other two viruses, Apple chlorotic leafspot virus and Prune dwarf virus.
Fulltext: Download fulltextPDF
Methodology evaluation of GM plum (Prunus domestica L.) clone C5, its resistance to Plum pox virus, fruit quality and possible gene-flow of transgene to plants of genus Prunus: applied methodology with certification
Polák, Jaroslav ; Kumar, Jiban ; Krška, Boris ; Komínek, Petr ; Jarošová, Jana
The methodology presents resistance evaluation of Biotech plum clone C-5 (´HoneySweet´), as well as evaluation of its fruit quality (Prof. Krška and Ass. Prof. Polák), evaluation of symptoms on its fruits (Ass. Prof. Polák) and possible gene-flow of transgene to plants of genus Prunus (Dr. Komínek).
Fulltext: Download fulltextPDF
LCF behaviour of 301LN steel: coarse-grained vs. UFG-bimodal structure
Man, Jiří ; Chlupová, Alice ; Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš ; Man, O. ; Järvenpää, A. ; Karjalainen, L. P. ; Polák, Jaroslav
Low-cycle fatigue (LCF) behaviour of metastable austenitic 301LN steel with different grain sizes – coarse-grained (14 µm) and UFG (1.4 µm) with a grain bimodality – produced by reversion annealing (RA) was investigated. Symmetrical push-pull LCF tests were conducted on flat sheet specimens at room temperature with constant strain rate of 2×10–3 s–1 and constant total strain amplitude ranging from 0.4% to 0.8%. After completion of fatigue tests a ferritescope was adopted for quantitative assessment of volume fraction of deformation induced martensite (DIM). Microstructural changes, distribution and morphology of DIM in the volume of material were characterized at different scales by colour etching, TEM and EBSD techniques. Experimental data on microstructural changes are confronted with the stress-strain response and with the chemical heterogeneity present in the material.
Crack initiation in austenitic stainless steel sanicro 25 subjected to thermomechanical fatigue
Petráš, Roman ; Škorík, Viktor ; Polák, Jaroslav
Thermomechanical fatigue experiments were performed with austenitic stainless Sanicro 25 steel. Several amplitudes of mechanical strain in a wide temperature interval (250-700 °C) were applied to the specimens. Mechanical response was recorded and fatigue lives were obtained. Scanning electron microscopy combined with FIB technique was used to study the mechanism of crack initiation in in-phase and in out-of-phase thermomechanical cycling. Different mechanisms of the crack initiation were found in these two types of loading. During in-phase loading fatigue cracks start in grain boundaries by cracking of the oxide. Cracks grew preferentially along grain boundaries which resulted in rapid crack initiation and low fatigue life. In out-of-phase loading multiple cracks perpendicular to the stress axis developed only after sufficiently thick oxide layer was formed and cracked in low temperature loading half-cycle. The cracks in oxide allowed localized repeated oxidation and finally also cracking. The cracks grow transgranularly and result in longer fatigue life.
IN-SITU HIGH TEMPERATURE LOW CYCLE FATIGUE STUDY OF SURFACE TOPOGRAPHY EVOLUTION IN NICKEL SUPERALLOY
Petrenec, M. ; Polák, Jaroslav ; Šamořil, T. ; Dluhoš, J. ; Obrtlík, Karel
In-situ Low Cycle Fatigue test (LCF) at temperature 635 degrees 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.

National Repository of Grey Literature : 69 records found   1 - 10nextend  jump to record:
See also: similar author names
13 POLÁK, Jan
17 POLÁK, Jaroslav
2 Polák, Jakub
13 Polák, Jan
2 Polák, Jaromir
3 Polák, Jiří
4 Polák, Josef
2 Polák, Jozef
13 Polák, Ján
Interested in being notified about new results for this query?
Subscribe to the RSS feed.