Analiza stanu naprężeń własnych w odlewach łopatek turbiny z nadstopu niklu Inconel 713C

• Autorzy: Kocurek P. , Capek J. , Nawrocki J. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.5.5

Warianty tytułu

EN

The analysis of residual stresses distribution in the castings of turbine blade made of Inconel 713C alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kryteria doboru i warunki procesu technologicznego determinują stan naprężeń własnych w elementach konstrukcji maszyn i urządzeń. W pracy przedstawiono analizę oddziaływania obróbki wykończeniowej w procesie obróbki strumieniowo-ściernej na stan naprężeń własnych w warstwie wierzchniej precyzyjnych odlewów łopatek turbiny silnika lotniczego. Odlewy wytworzono z nadstopu niklu Inconel 713C metodą wytapianych modeli. Naprężenia własne w warstwie wierzchniej określono metodą dyfrakcji rentgenowskiej sin2ψ. Ustalono, że w warstwie wierzchniej łopatek występują naprężenia ściskające o wartości od -618 MPa do -719 MPa. Nie stwierdzono wpływu liczby operacji obróbki strumieniowo-ściernej na wartość naprężeń własnych w warstwie wierzchniej odlewów na głębokości do 5 μm.

EN

The selection and conditions of technological process determine the level of residual stress in structural parts. The paper presents the analysis of residual stress distribution in the surface layer of aircraft turbine blade castings after abrasive blasting process. The investigated Inconel 713C cast segment was manufactured by lost-wax casting method. The residual stresses were measured using X-ray diffraction – sin2Ψ method. In the surface layer of blades, the measured values of compressive stresses were ranging from -618 MPa to -719 MPa. Their values were not influenced by the number of abrasive blasting operations down to the depth of 5 μm.

Słowa kluczowe

PL

odlewanie precyzyjne; nadstop niklu Inconel 713C; naprężenia własne

EN

investment casting; nickel base superalloy Inconel 713C; residual stresses

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 5
• Strony: 219--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kocurek P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Materiałoznawstwa ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów

autor

Capek J.

• CTU in Prague, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Department of Solid State Engineering, ul. Trojanova 13, 120 00 Praga 2

autor

Nawrocki J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Materiałoznawstwa ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów

autor

Sieniawski J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Materiałoznawstwa ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Szeliga Dariusz, Krzysztof Kubiak, Rafał Cygan. 2014. „Influence of silicon carbide chills on solidification process and shrinkage porosity of castings made of nickel based superalloys”. International Journal of Cast Metal Research 27 (3): 146−160.
• [2] Szeliga Dariusz, Krzysztof Kubiak, Andriy Burbelko, Maciej Motyka, Jan Sieniawski. 2014. „Modeling of directional solidification of columnar grains structure in CMSX- 4 nickel based superalloy castings”. Journal of Materials Engineering and Performance 23 (3): 1088−1095.
• [3] Sieniawski Jan. 2003. „Nickel and titaniumalloys in aircraft turbine engines”. Advances in Manufacturing Science and Technology 27: 23−34.
• [4] Nawrocki Jacek, Rafał Cygan, Krzysztof Kubiak. 2015. „Ograniczenia technologii formy ceramicznej w odlewaniu precy¬zyjnymlotniczych łopatek turbinowych o dużych rozmiarach”. Mechanik 88 (1): 50−52.
• [5] Meng Jie, Tao Jin, Xiao–feng Sun, Zhuang-qi Hu. 2011. „Surface recrystallization of single crystal nickel-base superalloy”. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials 18 (2): 197−202.
• [6] Wu Yuxiao, Ruibo Yang, Shusuo Li, Yue Ma, Shengkai Gong, Yafang Han. 2012. „Surface recrystallization of a Ni3Al based single crystal superalloy at different annealing temperature and blasting pressure”. Rare Metals 31 (3): 209−214.
• [7] Senczyk Dominik. 1995. Dyfraktometria rentgenowska w badaniach stanów naprężenia i własności sprężystych materiałów polikrystalicznych. Poznań: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.
• [8] Skrzypek Stanisław. 2002. Nowe możliwości pomiaru makronaprężeń własnych materiałów przy zastosowaniu dyfrakcji promieniowania X w geometrii stałego kąta padania. Kraków: Wydawnictwo AGH.
• [9] Bojarski Zbigniew, Eugeniusz Łągiewka. 1988. Rentgenowska analiza strukturalna. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.
• [10] Bonarski Jan. 2013. Pomiar i wykorzystanie teksturowo-naprężeniowej charakterystyki mikrostruktury w diagnostyce materiałów. Kraków: Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN.
• [11] Kocurek Paweł, Jacek Nawrocki, Krzysztof Kubiak, Jan Sieniawski. 2015. „Analysis of the residua stresses distribution in the vane segments castings”. Inżynieria Materiałowa 3 (205): 129−133.
• [12] Cullity Bernard, Stuart Stock. 2001. Elements of X-Ray Diffraction. New Jersey: Prentice Hall. Dudda Waldemar, Daniel Chmiel. 2015. „Modelowanie i analiza wytrzymałościowa łopatek turbiny”. Mechanik 7 (230): 201−208.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.