|
|
Reliability Problems in Methods of Residual Creep Life Assessment
Kloc, Luboš ; Sklenička, Václav
The service life of components designed to operate for long periods under loading at elevated temperatures is limited by the creep deformation and fracture phenomena. Possibility of a reliable prediction of the residual creep life is of major practical and economical relevance. A number of approaches has been used for the estimation of the creep damage and residual life; these approaches could be divided into two principal branches. The microscopic methods are based on the microstructural observations of accumulated damage in the samples of material after service, while macroscopic meth- ods use mechanical testing of the samples under some reference conditions. However, both approaches still do not provide enough reliable results for wide practical use, be- cause of result scatter and missing generally applicable models for the creep damage evolution. The most important factors which make the results unreliable are analyzed in the present paper. These are mainly: i) production scatter in the material's properties, ii) inhomogeneity of the material, iii) sampling problem in microscopic methods, iv) extrapolations involved in macroscopic methods. Some suggestions to overcome these problems are made and the need for a new approach and new experimental techniques is presented.
|
|
|
Problems in Theories of Low Stress Creep Mechanisms
Kloc, Luboš ; Sklenička, Václav ; Fiala, J.
Viscous creep behaviour of many materials including creep resistant steels was observed at temperatures close to one half of absolute melting point and at very low stresses. The experimental results were interpreted as Coble diffusional creep and/or Harper-Dorn dislocation creep. Some of the results are in a very good agreement with the Coble theory of diffusional creep and support an idea that the diffusional creep is an important deformation mechanism under certain loading conditions. Nevertheless, another results are not fully compatible with the theoretical predictions. Some authors dispute the role or even the very existence of the diffusional creep and offer the Harper-Dorn creep mechanisms instead. In fact, there are many theories trying to deescribe Harper-Dorn creep mechanism, but none of them is capable to explain all observed properties. Transition (or primary) stage observed at low stress creep regime exhibits also some properties which contradict all existing theories. The observed effects which cannot be explained by the current theories are: i) a large scatter of creep rates observed for coarse grain materials, ii) creep rates much higher than those predicted by the diffusional creep theory while the creep rate dependence on grain size is maintained, iii) transition stage duration is independent of stress, iv) transition strain is dependent on temperature. Despite the problems in theoretical description, the experiments show that the viscous creep regime in structural materials must be considered as an important behaviour of the structural materials.
|
|
|
Creep intermetalické slitiny TiAl při velmi malých rychlostech deformace
Mareček, P. ; Kloc, Luboš ; Fiala, J.
Intermetalické slitiny jsou perspektivní materiály pro vysokoteplotní aplikace. Svými vlastnostmi v mnoha ohledech předčí dosud používané žárupevné oceli. Předmětem této práce bylo creepové chování slitiny TiAl při teplotách 700 - 850 °C a napětích nižších než 100 MPa. Za těchto podmínek je rychlost creepové deformace menší než 10-9 s-1 a právě takové podmínky jsou důležité pro technickou praxi. Výsledky ukazují, že podobně jako u žárupevných ocelí, kde byla při rychlostech deformace pod 10-10 s-1 prokázána změna deformačního mechanismu, intermetalikum TiAl vykazuje při velmi malých rychlostech deformace přechod k mechanismu s nižším napěťovým exponentem. Přechod je však méně výrazný než u ocelí.
|
|
|
Vliv zatěžovací historie na creep 9% chromové oceli
Kloc, Luboš ; Sklenička, Václav
Určování creepové životnosti je v současnosti založeno na fenomenologických modelech vycházejících z výsledků testů při konstantním napětí nebo konstantním zatížení. Údaje modelů mohou být neplatné zhledem ke komplikované a většinou neznámé zatěžovací historii součástí v průmyslové praxi. Creepové experimenty se změnami napětí byly provedeny za podmínek odpovídajících nízkonapěťovému creepu na žárupevné oceli typu P-91. Experiment byl několikrát přerušen, t.j. ochlazen na teplotu okolí a po určité době znovu ohřát. Přerušení byla provedena v kvazistacionárním stavu. Vliv změn napětí i teploty na průběh creepové deformace byl analyzoaván. Změny teploty způsobují určitou malou dodatečnou plastickou deformaci, zatímco změny napětí výrazně snižují rychlost creepu za daných podmínek. Změny napětí tedy znatelně zlepšují creepovou odolnost, zatímco změny teploty mají spíše opačný efekt.
|
host ::
RSS.