|
|
Současné působení únavy a creepu u Ni superslitin a slitiny TiAl
Šmíd, Miroslav ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Kunz, Ludvík (oponent) ; Obrtlík, Karel (vedoucí práce)
Cílem této doktorské práce bylo studium vlivu 10-ti minutových prodlev na chování a vlastnosti pokročilých vysokoteplotních materiálů při nízkocyklové únavě. Experimentální materiály použité v této práce jsou litá niklová superslitina IN792-5A a litá intermetalická slitina TiAl-7Nb. Únavové zkoušky byly provedeny v řízení deformace s konstantní amplitudou celkové deformace a rychlostí deformace. Superslitina IN792-5A byla podrobena cyklickému zatěžování bez prodlev a cyklickému zatěžování s tahovými nebo tlakovými prodlevami při teplotě 800 °C. Materiál TiAl-7Nb byl cyklicky zatěžován bez prodlev a také s tahovými prodlevami při teplotě 750 °C. Byly naměřeny křivky zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky, Mansonovy-Coffinovy křivky a Basquinovy křivky únavové životnosti. Během prodlev byl zaznamenáván průběh relaxace napětí. Během cyklování s prodlevami byl dokumentován vývoj středního napětí. Mikrostruktura obou slitin byla studována v SEM a TEM před zatěžováním a po cyklickém zatěžování. Pozorování povrchového reliéfu odhalilo lokalizaci cyklické plastické deformace stejně jako místa iniciace únavových trhlin. Šíření únavových trhlin bylo popsáno na základě pozorování lomových ploch a podélných řezů měrné délky. Dislokační struktury vzniklé v průběhu zatěžování byly studovány a popsány.
|
|
|
Fatigue Crack Initiation in Nickel-Based Superalloy MAR-M247 at High Temperature
Šulák, Ivo ; Obrtlík, Karel
The present work is focused on the study of crack initiation during low cycle fatigue (LCF) loading of the second generation nickel-based superalloy MAR-M247 treated with hot isostatic pressing. LCF tests were conducted on cylindrical specimens in symmetrical push-pull cycle under strain control with constant total strain amplitude and strain rate at 800 °C in air atmosphere. Selected specimens were electrolytically polished to facilitate surface relief observations. Crack initiation sites were studied by means of scanning electron microscopy (SEM) in dual beam microscope TESCAN LYRA 3 XMU FESEM equipped with focus ion beam (FIB). The microstructure of the material is characterised by coarse dendritic grains with numerous carbides and small casting defects. The average grain size was 2.1 ± 0.3 mm. Fractographic analysis revealed the fatigue crack initiation sites and their relation to the casting defects and material microstructure. Casting defects, carbide inclusions and interdendritic areas were found to be important crack nucleation sites. Specimens’ surface observations revealed the formation of pronounced surface relief with short worm-like markings. Fatigue crack initiation in these places is documented and discussed.
|
|
|
Fatigue crack growth in 316L under uniaxial and torsional loading
Karol, Michal ; Chlupová, Alice ; Mazánová, Veronika ; Kruml, Tomáš
A study of fatigue crack initiation and growth in 316L austenitic stainless steel is reported. Fatigue experiments were performed at room temperature on full cylindrical specimens cycled axially (tension-compression) and on hollow cylindrical specimens tested in reversed torsion. Microstructure and damage evolution (crack initiation and growth) on the surface of mechanically and electrolytically polished specimens were observed using light and electron microscopy. An analysis of the orientation of microcracks and macrocracks which led to failure was made. Axially loaded specimens exhibited presence of several microcracks which resulted in macrocrack propagating perpendicularly to specimen axis. In the case of torsional loading, orientation of macrocrack propagation was dependent on applied load and presence of notches. High amount of short cracks initiated parallel to specimen axis. Long cracks exhibited a tendency to bifurcate with crack branches oriented at approximately 45° to the specimen axis.
|
|
|
Současné působení únavy a creepu u Ni superslitin a slitiny TiAl
Šmíd, Miroslav ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Kunz, Ludvík (oponent) ; Obrtlík, Karel (vedoucí práce)
Cílem této doktorské práce bylo studium vlivu 10-ti minutových prodlev na chování a vlastnosti pokročilých vysokoteplotních materiálů při nízkocyklové únavě. Experimentální materiály použité v této práce jsou litá niklová superslitina IN792-5A a litá intermetalická slitina TiAl-7Nb. Únavové zkoušky byly provedeny v řízení deformace s konstantní amplitudou celkové deformace a rychlostí deformace. Superslitina IN792-5A byla podrobena cyklickému zatěžování bez prodlev a cyklickému zatěžování s tahovými nebo tlakovými prodlevami při teplotě 800 °C. Materiál TiAl-7Nb byl cyklicky zatěžován bez prodlev a také s tahovými prodlevami při teplotě 750 °C. Byly naměřeny křivky zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky, Mansonovy-Coffinovy křivky a Basquinovy křivky únavové životnosti. Během prodlev byl zaznamenáván průběh relaxace napětí. Během cyklování s prodlevami byl dokumentován vývoj středního napětí. Mikrostruktura obou slitin byla studována v SEM a TEM před zatěžováním a po cyklickém zatěžování. Pozorování povrchového reliéfu odhalilo lokalizaci cyklické plastické deformace stejně jako místa iniciace únavových trhlin. Šíření únavových trhlin bylo popsáno na základě pozorování lomových ploch a podélných řezů měrné délky. Dislokační struktury vzniklé v průběhu zatěžování byly studovány a popsány.
|
|
|
Effect of grit blasting surface treatment on high temperature low cycle fatigue life of Inconel 713LC
Šulák, Ivo ; Obrtlík, Karel ; Čelko, L. ; Gejdoš, P.
This paper presents the results of high temperature low cycle fatigue tests carried out on Inconel 713LC. This polycrystalline nickel based superalloys is mainly used for high temperature applications such as disks, blades and vanes of gas turbine engines. These machine components are manufactured by investment casting and undergo a series of postcast processes to remove remnants of shells, oxides and other contaminants. Grit blasting is one of the most widely used and cheapest technology ensuring adequate cleaning of the surface and at the same time is used to treat the substrate surface prior to application of metalic bond coat and various protective coatings (like diffusion, overlay or thermall barier coatings). Low cycle fatigue tests were conducted on as-received and grit blasted material in fully reversed pull-push cycle in strain control mode with constant total strain amplitude and strain rate at 900 °C in air. Experimental data on fatigue life were evaluated and parameters of Baquin and Coffin-Manson curves were obtained for both tested materials. Specimen surface and cross sections of both treated and untreated materials were analysed prior to fatigue tests and also after testing by means of optical microscopy (OM), as well as scaning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) and Vickers microhardness was measured. Fatigue degradation mechanisms was documented in both materials and negligible effect of grit blasting on low cycle parameters was discussed.
|
|
|
Quantitative assessment of the surface relief in fatigue using AFM
Man, Jiří ; Obrtlík, Karel ; Polák, Jaroslav
Atomic force microscopy (AFM) was applied to study the early stages of fatigue damage in polycrystalline copper and stainless 316L steel. The analysis of the image formation using an AFM tip reveals the lateral distortion of the extrusions and intrusions in case of high extrusions and deep intrusions. The true extrusion height can be obtained in direct observation and the depth of intrusions using replica technique. The evolution of the shape and the height of extrusions allowed to judge the activity of the persistent slip bands (PSBs) during fatigue life.
|
host ::
RSS.