|
|
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.
|
|
|
Pevnostní, lomové a únavové vlastnosti materiálů a svarů spirály vodní turbíny (Část I. – Svar plech/Plech)
Dlouhý, Ivo ; Kruml, Tomáš ; Čupera, Pavel ; Chlup, Zdeněk ; Šiška, Filip
Dílčí zpráva obsahuje soubor pevnostních, deformačních, 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. Zkoušky byly provedeny v souladu s odpovídajícími normami a kromě základních pevnostních a deformačních vlastností byly poskytnuty zatěžovací křivky pro výpočty MKP. Byla realizována měření ke stanovení J- Δa křivek odlehčovací metodou při pokojové teplotě a při 0°C. Navíc byly realizovány zkoušky CT těles v tranzitní oblasti s cílem určit její referenční teplotu. Zpráva obsahuje rovněž výsledky únavových zkoušek, a to cyklické odezvy a křivek životnosti základního materiálu a tepelně ovlivněné zóny svaru plech/plech.
|
|
|
A Comparison of Different Measurement Method of Mechanical Properties of Al Thin Film
Truhlář, M. ; Buršíková, V. ; Sobota, Jaroslav ; Kruml, Tomáš
The paper compares two different methods for testing of metallic thin films: microcompression test and nanoindentation. Microcompression test is one possibility how to perform mechanical tests on a very small scale. This method requires preparation of a small cylindrical specimen (micropillar) of micrometric size by FIB and execution of a compression test using nanoindenter device equipped with a flat diamond punch. Stressstrain curves of the thin films were obtained from such tests. Nanoindentation tests were then conducted to compare the results on the same films. Two different metal thin films – AlCuW, AlCuSi with thickness 2 .mu.m and grain size 3.8 .mu.m in average were prepared by PVD method. In this paper, we announce the results of measurements, a comparison of the results obtained by each method and identify advantages and limitations of the methods.
|
|
| |
|
|
Determination of mechanical properties from microcompression test
Truhlář, Michal ; Kruml, Tomáš ; Kuběna, Ivo ; Petráčková, Klára ; Náhlík, Luboš
This paper describes a microcompression test of Al - 1.5 wt. % Cu thin film deposited on Si substrate. Microcompression combines the sample preparation with the use of ion focused beam (FIB) with a compression test carried out using nanoindenter. Cylindrical specimens (pillars) were prepared using FIB. The diameter of pillars was about 1.3 μm and their height was about 2 μm (equal to the film thickness). Stress-strain curves of the thin film were obtained. The results depend on crystallographic orientation of pillar. The paper is focused to an attempt to determine as precisely as possible Young modulus of the film using experimental data and finite element modelling.
|
host ::
RSS.