National Repository of Grey Literature 4 records found  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.
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.
Thermomechanical fatigue of austenitic stainless steels
Dobeš, Ondřej ; Petráš, Roman (referee) ; Horník, Vít (advisor)
The aim of this bachelor thesis was to study the influence of termomechanical fatigue with dwells in loading cycles on material response as well as damage mechanism. Austenitic stainless steel Sanicro 25 was subjected to in-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue (TMF) loading conditions with different amplitudes of mechanical strain in the temperature range 250 to 700 °C. The mechanism of the damage was investigated by means of scanning electron microscope equipped with focused ion beam (FIB) and electron backscatter diffraction (EBSD). Different mechanisms of the fatigue crack initiation were observed in in-phase and out-of-phase TMF cyclic loading. The effect of the type of loading on the damage mechanism and fatigue life is discussed.
Analysis of cyclic plasticity of fatigued nickel based superalloys at elevated temperatures
Petrenec, Martin ; Tobiáš, Jiří ; Polák, Jaroslav ; Šmíd, Miroslav ; Chlupová, Alice ; Petráš, Roman
Cyclic strain controlled multiple step tests have been performed on cylindrical specimens of cast Inconel 738LC superalloy at 23 and 800 °C and Inconel 792-5A superalloy at 800 °C in laboratory atmosphere. The effect of temperature on the cyclic stress-strain response characterized by internal and effective cyclic stress components and on the dislocation arrangement has been studied. The evolution of the effective and internal stress components and effective elastic moduli were derived from the hysteresis loops analyzed according to the statistical theory of the hysteresis loop. Cyclic hardening/softening curves and shortened cyclic stress-strain curves were obtained at all temperatures in both superalloys. The shortened cyclic stress-strain curves (CSSCs) can be fitted by power law at all temperatures and for both materials. They are shifted to lower stresses with increasing temperature. The CSSC of Inconel 792-5A is shifted to higher stress amplitude in comparison with that of Inconel 738LC due to different number and type of precipitates. Observation of dislocation structures by TEM revealed cyclic strain localization into persistent slip bands. Cyclic stress-strain response is compared at all temperatures in both superalloys and discussed in relation to the changes of internal and effective stress components and microstructural parameters of the material. Higher stress response of the Inconel 792-5A than of the Inconel 738LC superalloy at 800°C is due to higher effective stresses of respective γ´ phases.

See also: similar author names
1 Petráš, René,
Interested in being notified about new results for this query?
Subscribe to the RSS feed.