Struktura a vlastnosti lité niklové superslitiny

Structure and Properties of Casting Nickel Alloy

conference paper

cs

V provozních podmínkách spalovacích turbín proudových motorů jsou lopatky oběžných kol namáhány časově, teplotně a napěťově proměnnými cykly zatěžování. Během provozu jsou lopatky vystaveny řadě degradačních vlivů, zejména vysokoteplotní korozi, únavovým procesům a creepu. V důsledku krátkodobého přetížení, např. během startů, přistávání, příp. i dalších nepravidelností chodu proudového motoru dochází v souvislosti s maximy teplot a napětí k nevratným změnám v mikrostruktuře lopatek a vlastností. Urychlením difúzních procesů dochází k lokálnímu rozpouštění a následně ke zpětnému vylučování vytvrzujících fází, přičemž se eliminuje dendritické odmíšení prvků, které je pro odlévané lopatky charakteristickým znakem jejich výchozí mikrostruktury a vlastností. Předložená práce se zabývá studiem nízkocyklové únavy u lité niklové superslitiny Inconel 713 LC při teplotách 23, 500, 700 a 800 °C. Při posouzení únavového chování superslitiny v nízkocyklové oblasti byly stanoveny křivky životnosti. Světelnou a elektronovou mikroskopií je popsána morfologie vyskytujících se fází v superslitině a strukturní změny k nimž dochází během zatěžování nízkocyklovou únavou. Pomocí mikrofraktografického rozboru byly popsány mechanismy porušování superslitiny při nízkocyklové únavě.

V provozních podmínkách spalovacích turbín proudových motorů jsou lopatky oběžných kol namáhány časově, teplotně a napěťově proměnnými cykly zatěžování. Během provozu jsou lopatky vystaveny řadě degradačních vlivů, zejména vysokoteplotní korozi, únavovým procesům a creepu. V důsledku krátkodobého přetížení, např. během startů, přistávání, příp. i dalších nepravidelností chodu proudového motoru dochází v souvislosti s maximy teplot a napětí k nevratným změnám v mikrostruktuře lopatek a vlastností. Urychlením difúzních procesů dochází k lokálnímu rozpouštění a následně ke zpětnému vylučování vytvrzujících fází, přičemž se eliminuje dendritické odmíšení prvků, které je pro odlévané lopatky charakteristickým znakem jejich výchozí mikrostruktury a vlastností. Předložená práce se zabývá studiem nízkocyklové únavy u lité niklové superslitiny Inconel 713 LC při teplotách 23, 500, 700 a 800 °C. Při posouzení únavového chování superslitiny v nízkocyklové oblasti byly stanoveny křivky životnosti. Světelnou a elektronovou mikroskopií je popsána morfologie vyskytujících se fází v superslitině a strukturní změny k nimž dochází během zatěžování nízkocyklovou únavou. Pomocí mikrofraktografického rozboru byly popsány mechanismy porušování superslitiny při nízkocyklové únavě.

In the working conditions of the jet engine gass turbines of supersonic planes the blades are loaded by the cycles which vary in time, temperature and stress. The blades are exposed to the influence of degradable processes namely of the high-temperature corrosion, fatigue processes and creep. As the result of short overloading as it happens for instance during the starts and landing, eventually in some other iregularities of the jet engine function (for inst. pumpage or forsage), the increase of stress and temperature leads to the changes of microstructure and properties. The acceleration of diffusion processes leads to a localized solution and re-precipitation of strenhthening phases. The dendritic segregation (coring) of elements, which is the characteristic feature of cast blades structure, is then gradually smoothed. The presented work is aimed at the study of the low-cycle fatigue of the Inconel 713 LC cast nickel superalloy at temperatures 23, 500. 700, and 800 °C. On the base of the fatigue behaviour in low-cycle area the lifetime curves of the superalloy were plotted. The morphology of phases existing in the superalloy and structural changes occuring during the low-cycle fatigue loading were described by means of the light and electron microscopy observations. For the description of the mechanism of the low-cycle fatigue damaging of the superalloy the microfractographic analysis was used.

structure, mechanical properties, cast nickel alloy

2002

14.05.2002

Tanger, spol. s r.o., Ostrava

Ostrava

80-85988-73-9

Metal 2002 - sborník přednášek

1

2