|
|
Early Stages of Fatigue Damage of Steels for Fusion Energetics
Kuběna, Ivo ; Spätig, Philippe (oponent) ; Lukáš, Petr (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
The main aim of the thesis is to explain fatigue behaviour of the ODS Eurofer steel, 14Cr ODS ferritic steel produced in the CEA (Commissariat a l’énergie atomique, Saclay, France) and 14Cr ODS ferritic steel produced in the EPFL (École Polytechnique Fédérale de Laussane, Switzerland). The results are compared with non–ODS variant of Eurofer steel, if possible. This work is part of a wide collaboration coordinated by the EFDA (European Fusion Development Agreement) on development of structural materials for future fusion reactors. The following experiments were carried out: • Standard fatigue experiments were performed at room temperature, at 650 and at 750 . Cyclic hardening/softening curves, cyclic deformation stress–strain curves, Coffin–Manson curves and Wöhler curves were measured. Detailed analysis of hysteresis loops was performed. • The microstructure of the as–received state was studied by TEM and compared with the microstructure after fatigue loading in order to reveal microstructural changes due to fatigue loading. • Surface roughening due to cyclic plastic localisation was observed. Crack initiation sites were detected and the mechanism of crack initiation was analysed. • Kinetics of small fatigue crack growth was measured. It was found that fine oxide dispersion strengthens studied materials significantly, reduces cyclic softening and stabilises the microstructure in the whole range of testing temperatures. The maximum application temperature is increased. Significant differences in fatigue life of the ODS steels were found and explained by differences in crack initiation mechanisms and small fatigue crack growth rate.
|
|
|
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.
|
|
|
Účinek AlCr vrstvy na únavové vlastnosti niklové superslitiny IN 713LC za teploty 800 °C
Šulák, Ivo ; Julišová, Martina (oponent) ; Podrábský, Tomáš (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce bylo studium vlivu AlCr vrstvy na vlastnosti lité polykrystalické niklové superslitiny IN713LC při nízkocyklové únavě za teploty 800 °C. Ochranná vrstva byla připravena CVD metodou s následným tepelným zpracováním. Únavové zkoušky byly provedeny v režimu řízené deformace s konstantní amplitudou celkové deformace a rychlostí deformace. Únavové vlastnosti byly posuzovány na základě křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky, Manson-Coffinovy a Basquinovy křivky únavové životnosti. Mikrostruktura byla pozorována v SM a SEM před zatěžováním a po cyklickém zatěžování.
|
|
|
Nízkocyklová únava pseudoelastické slitiny NiTi
Kaňová, Monika ; Hutař, Pavel (oponent) ; Pantělejev, Libor (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem mechanických vlastností slitiny NiTi, která vykazuje jev pseudoelasticity a paměťového efektu. V části zabývající se únavou je zkoumána oblast funkční a strukturní únavy. Cílem této práce bylo provést a vyhodnotit sérii únavových testů. Materiál k experimentům byl dodán ve formě drátu, který byl upnut do speciálních čelistí. V první části experimentu jsou vyhodnoceny tahové zkoušky, kterými lze dokázat reprodukovatelnost měření. Dále byla provedena série únavových zkoušek. Výsledky těchto testů byly vyhodnoceny společně s výsledky již dříve provedených zkoušek. Jedna část diskuse byla zaměřena na porovnání změn tvaru hysterezních smyček při cyklickém zatěžování v závislosti na rychlosti zatěžování. Ve druhé části byly vyneseny křivky únavové životnosti. Bylo zjištěno, že tyto křivky mají nestandardní tvar, který je v práci vysvětlen.
|
|
|
Nízkocyklová únava niklové superslitiny IN713LC s TBC vrstvou za vysokých teplot
Machala, Jan ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Juliš, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá nízkocyklovou únavou niklové superslitiny IN713LC s aplikovanou TBC bariérou za vysoké teploty. Teoretická část práce je rozdělena do čtyř částí. První je zaměřena na popis únavového poškození. Druhá poskytuje základní charakteristiku niklových superslitin. Třetí část popisuje nejdůležitější používané ochranné povrchové vrstvy - difúzní vrstvy a tepelné bariéry a poslední čtvrtá vliv těchto vrstev na únavové vlastnosti. Experimentální část je zaměřena na vyhodnocení zkoušek nízkocyklové únavy a na objasnění mechanismu iniciace a šíření únavových trhlin. Únavové vzorky pro experimentální část práce byly připraveny metodou přesného lití pomocí vytavitelného modelu. TBC bariéra byla aplikovaná technologií atmosférického plazmatického nástřiku a skládá ze dvou subvrstev - spodní vazebné vrstvy typu CoNiCrAlY a horní keramické vrstvy typu YSZ. Zkoušky nízkocyklové únavy proběhly v režimu řízené deformace při teplotě 900°C. Fraktografické hodnocení lomových ploch bylo provedeno s použitím světelné a elektronové mikroskopie. Byl určen vliv aplikované bariéry na únavovou životnost - parametry Manson-Coffinovy a Basquinovy křivky. Dále byla získána cyklická deformační křivka, křivky změkčení/zpevnění a byl určen tranzitní počet cyklů. Získané parametry a hodnoty z únavových zkoušek byly porovnány s dostupnými daty z únavových zkoušek superslitiny IN713LC bez aplikované vrstvy a s aplikovanou difúzní vrstvou typu AlSi za vysokých teplot. V rámci fraktografického hodnocení byly stanoveny místa iniciace na lomových plochách a diskutován vliv aplikované vrstvy na iniciaci a šíření únavových trhlin. Pomocným nástrojem bylo hodnocení podélných řezů pomocí rastrovací elektronové mikroskopie.
|
|
|
Návrh axiálního stromečkového závěsu lopatky regulačního stupně pro parní turbíny
Vrbka, Dušan ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Dušek, Daniel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá stromečkovým závěsem lopatky regulačního stupně parní turbíny. Na základě dostupných podkladů byl navržen počáteční tvar stromečkového závěsu. Byla provedena napěťově deformační analýza počátečního návrhu. Vytipovala se možná nebezpečná místa, kde se vyskytovaly lokální špičky napětí. V další části práce se zkoumal vliv změny geometrie na napěťově deformační odezvu závěsu. Ze zkoumaných závislosti byla vybrána nejlepší varianta. Bylo provedeno pevnostní hodnocení závěsu lopatky a drážky rotoru. Pro toto hodnocení bylo použito kriterium pro neomezenou životnost dle normy ASME. S ohledem na zatížení byla součást dále zkoumána na nízkocyklovou únavu. V závěru práce byl navržen další postup zkoumání.
|
|
|
Vývoj povrchového reliéfu u lité niklové superslitiny In738LC po nízkocyklové únavě za pokojové teploty
Samek, Petr ; Obrtlík, Karel (oponent) ; Juliš, Martin (vedoucí práce)
Nízkocyklová únava je důležitým hodnotícím parametrem u součástí z materiálů, které jsou během svého provozu vystaveny náhodnému střídavému napětí, které je dané teplotními výkyvy při provozu nebo odstávkách např. leteckých motorů. Zkoušky nízkocyklové únavy byly provedeny na vzorcích superslitiny Inconel 738LC při stálé pokojové teplotě 23°C. Samotný experiment probíhal v určitých intervalech skládajících se ze samotného cyklování a pozorování změn povrchového reliéfu pomocí světelné a elektronové mikroskopie. Na tomto materiálu byl již v ranném stádiu nízkocyklové únavy pozorován výrazný povrchový reliéf. Bylo provedeno srovnání naměřených výsledků v rámci různých pozorovacích metod.
|
|
|
Výpočtová analýza pevnosti a životnosti turbínových lopatek
Polzer, Stanislav ; Suchánek, Miroslav (oponent) ; Janíček, Přemysl (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá závěsem posledního stupně parní turbíny. Cílem první části je provedení deformačně – napěťové analýzy současné geometrie pomocí mkp a programu ANSYS. A to jak pro monotónní zatěžování, tak pro cyklické. Za podstatné považuji sestavení dílčích modelů spolu s upozorněním na problémy, které bylo třeba řešit. K sestavení modelu materiálu byly provedeny tahové zkoušky a jejich výsledky zpracovány. Dále byly naplánovány a provedeny zkoušky nízkocyklové únavy, v rámci sestavování modelu mezních stavů. Po provedení výpočtu a rozboru výsledků je navrženo několik změn v geometrii s cílem zlepšení napěťově – deformačních poměrů v závěsu. Na závěr je předložen návrh dalšího postupu
|
|
|
Stanovení zkrácených cyklických deformačních křivek superslitiny Inconel 738LC při zvýšených teplotách
Šmíd, Miroslav ; Obrtlík, Karel (oponent) ; Petrenec, Martin (vedoucí práce)
Na válcových vzorcích z lité polykrystalické superslitiny Inconel 738LC byly provedeny cyklické testy v módu řízení celkové deformace s cílem získat zkrácené cyklické deformační křivky pomocí metody postupného nárůstu amplitudy deformace. Testy proběhly za teplot 23, 500, 700, 800 a 900 °C v laboratorní atmosféře. Během únavového zatěžování zkušebních tyčí byly získány křivky cyklického zpevnění-změkčení. V závislosti na amplitudě a teplotě se jejich průběh lišily. Vyhodnocené cyklické deformační křivky jsou s rostoucí teplotou posunovány do nižších amplitud napětí. Povrchový reliéf vzorků byl pozorován pomocí SEM a metalografie optickým mikroskopem. Skluzové stopy byly studovány na vzorku zatěžovaném při teplotách 23 a 700 °C. Napěťově–deformační odezva je porovnána a diskutována ve vztahu k pozorování povrchu – perzistentním skluzovým stopám.
|
|
| |
host ::
RSS.