Ocena wytrzymałości warstwy aluminidkowej wytworzonej na stopie ŻS6U w warunkach obciążeń cieplno-mechanicznych

• Autorzy: Cieśla M. , Okrajni J.

Warianty tytułu

EN

The evaluation of strength of an aluminide coating obtained on superalloy ŻS6U under thermomechanical loading conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano mechaniczne uwarunkowania procesu pękania warstwy aluminidkowej na stopie ŻS6U w warunkach zmęczenia cieplno-mechanicznego. W analizach wykorzystano wyniki obliczonych numerycznie rozkładów naprężeń. Otrzymane rozkłady naprężeń umożliwiły opracowanie modeli mechanicznego zachowania warstwy by(T). Dokonano również oceny wytrzymałości elementów z aluminidkową warstwą ochronną, poddanych oddziaływaniu zmiennej w czasie temperatury i stałego obciążenia mechanicznego. Charakterystyki procesu zmęczenia warstwy mogą stanowić jeden z elementów metody oceny wpływu podstawowych własności fizycznych oraz cech geometrycznych warstw aluminidkowych, wytworzonych na elementach stosowanych w silnikach lotniczych na procesy powstawania i rozwoju pęknięć.

EN

The determinants of the cracking process of an aluminide coating on alloy ŻS6U which occurs under thermomechanical fatigue conditions have been analyzed in the study. The results of numerically calculated stress distributions were used in the analyses. The resultant stress distributions enabled the development of mechanical behaviour models of the by(T) coating. An evaluation was also made of the strength of elements with an aluminide protective layer, subjected to a variable in time temperature and to constant mechanical loading. The characteristics of the coating fatigue process may constitute one of the elements of the method to evaluate the effect of the basic physical properties and geometric features of aluminide coatings, fabricated on elements used in aircraft engines, on the processes of crack formation and growth.

Słowa kluczowe

PL

trwałość; superstop niklu; warstwa aluminidkowa dyfuzyjna; zmęczenie cieplno-mechaniczne; właściwości fizyczne (B, E)

EN

durability; nickel-base superalloy; diffusion aluminide coating; thermomechanical fatigue; physical properties (B, E)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 372--375
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cieśla M.

autor

Okrajni J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, Katowice,

Bibliografia

• [1] Okrajni J., Plaza M.: Simulation of the fracture process of materials subjected to low-cycle fatigue of mechanical and thermal character. Journal of Materials Processing Technology 53 (1995) 311÷318.
• [2] Cieśla M., Lamber T., Okrajni J., Plaza M.: Effect of service conditions upon the processes of metal mould fatigue fracture. Journal of Theoretical and Applied Mechanics 1 (1994) 32÷39.
• [3] Okrajni J.: Modelling of the stress-strain behaviour of metal moulds. [In] J. Bressers and L. Remy (eds.), Fatigue under thermal and mechanical loading. Kluver Academic Publishers, Netherlands (1995) 457÷466.
• [4] Sakaguchi M., Okazaki M.: Thermo-mechanical and low cycle fatigues of single crystal Ni-Base superalloys; Importance of microstructure for life prediction. JSME International Journal A 49 (3) (2006) 345÷354.
• [5] Cieśla M., Plaza M.: Modelowanie procesu zmęczenia cieplnego warstw aluminiowych stosowanych jako pokrycia ochronne łopatek silników turbinowych. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 627÷630.
• [6] Cieśla M.: Proces pękania stopu niklu ŻS6U z aluminiową warstwą ochronną w warunkach zmęczenia wysokocyklowego w temperaturze 900°C. Inżynieria Materiałowa 5 (2006) 901÷908.
• [7] Cieśla M.: Procesy pękania i trwałość stopu niklu ŻS6U z warstwami aluminidkowymi w warunkach przyspieszonego pełzania w temperaturze 950°C. Inżynieria Materiałowa 6 (2008) 936÷944.
• [8] Cieśla M.: Modelowanie procesu zmęczenia cieplnego aluminidkowych warstw dyfuzyjnych stosowanych jako pokrycia ochronne łopatek silników turbinowych. Monografia „Matematyczne i Fizyczne Modelowanie Zjawisk w Procesach Technologicznych”, [pod red.] F. Grosman, Cz. Sajdak, rozdział VIII, Wyd. Oldprint, Żory (2006) 189÷225.
• [9] Okrajni J., Cieśla M., Swadźba L.: High-temperature low-cycle fatigue and creep behaviour of nickel-based superalloys with heat-resistant coatings. Fatigue and Fractute of Materials and Engineering Structures 21 (1998) 947÷954.
• [10] Strang A., Lang E., Pichoir R.: Practical implications of the use of aluminide coatings for the corrosion protection of superalloys in gas turbines. Materials Substitution and Recycling, AGARD Conference Proceedings SMP 356 (1983).
• [11] Rhys-Jones T. N.: Coatings for blade and vane applications in gas turbines. Corrosion Science 29 (6) (1989) 623÷646.
• [12] Hancock P., Chien H. H., Nicholls J. R., Stephenson D. J.: In situ measurements of the mechanical properties of aluminide coatings. Surface and Coatings Technology 43/44 (1990) 359÷370.
• [13] Tamarin Y.: Protective coatings for turbine blades. ASM International, Chapter 4: Phase composition and structure of coatings on superalloys. The Materials Information Society, Materials Park, Ohio (2002).
• [14] Samoilov A. I., Ignatova I. A., Vorobiev A. N., KozlovaV. S.: Measurements of thermal stresses in Ni-(Co)-Cr-Al-Y heat-resistant coatings. Zavod. Lab. 50. (11) (1984) 36÷39.