Wpływ laserowego odkształcania na mikrostrukturę i własności stopu CMSX4

• Autorzy: Rozmus-Górnikowska Magdalena

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2021.3-4.2

Warianty tytułu

EN

Influence of Laser Shock Processing on the microstructure and properties of CMSX4 alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena wpływu laserowego odkształcania na mikrostrukturę i własności warstwy wierzchniej stopu niklu CMSX4. Proces laserowego odkształcania został przeprowadzony za pomocą impulsowego lasera Nd:YAG ReNOVAL - laser z modulacją Ԛ. Badania topografii powierzchni prowadzono za pomocą mikroskopu optycznego oraz elektronowego mikroskopu skaningowego. Badania mikrostruktury na przekroju poprzecznym wykonano za pomocą mikroskopów elektronowych skaningowego i transmisyjnego. Chropowatość powierzchni zmierzono profilometrem WYKO NT930. Badania nanotwardości na nanotwardościomierzu NHT 50-183 Instruments wyposażonym w wgłębnik Berkowicha, przeprowadzono na materiale wyjściowym, jak również po procesie LSP. Badania wykazały, że obróbka wiązką lasera o zastosowanych parametrach procesu LSP, powoduje odkształcenie plastyczne warstwy wierzchniej stopu niklu CMSX4, co prowadzi do wyraźnego wzrostu jej twardości.

EN

The influence of laser shock processing (LSP) on microstructure of the surface layer of the CMSX4 alloy was studied. The laser treatment was performed using a Q switched Nd:YAG ReNOVAL laser. Examination of the surface topography of the nickel alloy after LSP process was carried out by means of optical microscopy and scanning electron microscopy. Moreover, the microstructure on the cross section was carried out by means of scanning and transmission electron microscopy. The roughness of the surface was measured by WYKO NT930 equipment. Moreover, after the LSP treatment, nanohardness tests were conducted on the cross sections of the treated sample surfaces, as well as the untreated material. Nanoindentation tests were performed using nanoindenter NHT 50-183 Instruments equipped with a Berkovich diamond indenter. It has been found that the laser shock processing induced plastic deformation of the surface layer of the investigated CMSX4 nickel alloy, what involves significant hardness increasing.

Słowa kluczowe

PL

odkształcanie laserowe; stopy niklu; CMSX-4

EN

laser shock processing; LSP; nickel alloy; CMSX4

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 88, nr 3-4
• Strony: 10--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Rozmus-Górnikowska Magdalena

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-0191-6323

Bibliografia

• [1] Godzimirski J.: Nowe technologie lotniczych silników turbinowych, Prace Instytutu Lotnictwa, 213, 2011, s. 22 - 36
• [2] Biel M., Dubiel B., Czyrska Filemonowicz A.: Mono-krystaliczne nadstopy niklu na łopatki turbin gazowych, Hutnik, Wiadomości Hutnicze, 69, 2002, s. 144 – 152
• [3] K. Garncarczyk., R. Albrecht., Ch. Olesch., K. Kubiak., J. Sieniawski.: Sposób oceny doskonałości struktury krystalicznej monokrystalicznych odlewów łopatek z nadstopu niklu CMSX-4, Inżynieria Materiałowa, 6, 2015, s. 356 -362
• [4] B. Dubiel.: Zmiany mikrostruktury podczas pełzania monokrystalicznych nadstopów niklu. Wydawnictwo AGH, Kraków 2011
• [5] M. Spodniak., K. Semrad., K. Draganova.: Turbine blade temperature field prediction using numerical methods, Applied Sciences, 11, 2021, s. 2870-2888
• [6] Ch. Ye., G. J. Cheng., Effects of temperature on laser shock induced plastic deformation: the case of copper.: Journal of Manufacturing Science and Engineering, 132, 2010, s. 10091-10098
• [7] R. Fabbro., P. Peyre., L. Berthe., A. Sollier., E. Bartnicki.: Physics and applications of Laser Shock Processing of materials, High-Power Lasers in Manufacturing, 3888, 2000, s. 155- 164
• [8] M. Rozmus-Górnikowska., J. Kusiński., Ł. Cieniek.: Effect of Laser Shock Peening on the microstructure and properties of the Inconel 625 surface layer, Journal of Materials Engineering and Performance, 29, 2020, s. 1544 – 1549
• [9] M. Rozmus-Górnikowska., J. Kusiński., Ł. Cieniek.: Characterization] of Inconel 625 surface layer modified by laser shock processing, International Journal of Materials Research, 110, 2019, s. 82-85
• [10] B. Dubiel., P. Indyka. I. Kalemba-Rec., T. Moskalewicz.: Analytical electron microscopy studies of the CMSX-4 single crystal superalloy subjected to high temperature annealing, Acta Physica Polonica A, 131, 2017, s. 1375- 1378
• [11] S. Nath, P. Shukla, X-J. Shen, J. Lawrence: Effect of Laser Schock Peening (LSP) on the phase evolution, residual stress and hardness of Hastelloy-X superalloys, Lasers in Engineering, 39, 2018, s. 97–112.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).