Mikrostruktura i wybrane własności materiału zastosowanego na dyfuzor silnika samolotu odrzutowego

• Autorzy: Dąbrowski Robert , Baran Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2020.7.2

Warianty tytułu

EN

Microstructure and selected material properties used on the jet engine diffuser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań mikrostruktury, wybranych własności mechanicznych (twardość, odporność na pękanie w warunkach dynamicznych), użytkowych (odporność na ścieranie) i fizycznych (współczynnik rozszerzalności liniowej) próbek pobranych z dyfuzora kompresora silnika samolotu, wykonanego ze stali martenzytycznej odpornej na korozję. Postawowe wskaźniki własności mechanicznych stali, z której wykonano dyfuzor kompresora wynoszą: HRC = 48, KV = 15,7 J (dla przekroju 0,4 cm2), współczynnik tarcia w zakresie 0,38 ÷ 0,57 (zależnie od czasu trwania próby), średni współczynnik rozszerzalności liniowej 14,7 ∙ 10-6 K-1 (dla zakresu przed przemianą fazową) i 22,8 ∙ 10-6 K-1 (dla zakresu po przemianie). Mikrostrukturę elementu dyfuzora w stanie obrobionym cieplnie stanowi martenzyt odpuszczony. Obserwacje fraktograficzne wskazują na mieszany charakter przełomów próbek dyfuzora użytych do badań odporności na pękanie, tj. charakter quasi - kuchy z przewagą przełomu transkrystalicznego i pewnym udziałem przełomu międzykrystalicznego.

EN

The results of microstructural studies, mechanical examinations (hardness, impact toughness), utility (resistance to wear) as well as physical (coefficient of linear thermal expansion) properties of samples taken from jet engine diffuser are presented in this paper. The diffuser was made of martensitic corrosion resistant steel. The steel is characterised by the following mechanical and physical parameters: HRC = 48, KV = 15.7 J (for cross-section of 0.4 cm2), friction coefficient 0.38 - 0.57 (depending of a test duration), average coefficient of linear thermal expansion 14.7 · 10-6 K-1and 22.8 · 10-6 K-1 for temperatures below and above phase transformation, respectively. The microstructure of the heat treated part consists of a tempered martensite. Fractographic studies has proved that a fracture of the specimen has a mixed, quasi-brittle character where transcrystalline fracture dominates over intercrystalline one.

Słowa kluczowe

PL

mikrostruktura; twardość; odporność na pękanie w warunkach dynamicznych; odporność na ścieranie; badania fraktograficzne; dyfuzor silnika odrzutowego

EN

microstructure; hardness; impact toughness; wear resistance; fractographic examination; jet engine diffuser

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 87, nr 7-8
• Strony: 188--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dąbrowski Robert

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

autor

Baran Krzysztof

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

Bibliografia

• [1] Kozakiewicz Adam: Turbinowe silniki odrzutowe jedno i dwuprzepływowe w samolotach bojowych, Biuletyn WAT LIX/3 (2010) 201 - 217.
• [2] U.S. Federal Aviation Administration: Airplane Flying Handbook, Washington D.C.: U.S. Government Printing Office, 2004.
• [3] Naval Education and Training Professional Development and Technology: Gas Turbine Systems Technican (Electrical) 3 / Gas Turbine Systems Technician (Mechanical) 3, Volume 2, United States Navy 1991.
• [4] Bathie William: Fundamentals of gas turbines, John Wiley & Sons, Inc., USA 1996.
• [5] “http://www.pw.utc.com/Photos/Listing/All/Pratt_amp Whitney Canada”
• [6] Antas Stanisław: Dyfuzor rurkowy sprężarki promieniowej i osiowo - promieniowej, Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej 288, Mechanika 85 (2013) 213 - 228.
• [7] Robinson Chris, Casey Michael, Hutchinson Brad, Steed Robin: Impeller - Diffuser Interaction in Centrifugal Compressors, ASME Turbo Expo (2012) 1 – 11.
• [8] Roberts Douglas, Steed Robin: A comparison of steady state centrifugal stage CFD analysis to experimental rig data, ANSYS User’s Conf. Pittsburgh 2004.
• [9] Godzimirski Jan: Współczesne i przyszłe materiały konstrukcyjne w lotniczych silnikach turbinowych, WAT (2000) 95 – 101.
• [10] Skrzypek Stanisław, Przybyłowicz Karol: Inżynieria metali i ich stopów. Wydawnictwo AGH, Kraków 2012.
• [11] Layens Christoph, Peters Manfred: Titanium alloys – fundamentals and applications. Wiley-VCH (2003).
• [12] Klimpel Andrzej, Kik Tomasz, Mazur Łukasz:Żaro- -wytrzymałe stopy niklu - skład chemiczny oraz struktura, Biuletyn In- , Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach 4 (2009) 66 – 72.
• [13] Ziętara Maciej, Czyrska-Filemonowicz Aleksandra: Zmiany mikrostruktury wywołane pełzaniem monokrystalicznych nadstopów niklu drugiej i czwartej generacji, Inżynieria Materiałowa 3–4 (2007) 76 – 81.
• [14] Hernas Adam, Maciejny Adolf: Żarowytrzymałe stopy metali, Polska Akademia Nauk, Katowice 1989.
• [15] Zielińska-Lipiec Anna: Stale stosowane w energetyce konwencjonalnej i jądrowej. Wydawnictwo AGH, Kraków 2015.
• [16] Przybyłowicz Karol: Inżynieria stopów żelaza. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2008.
• [17] Blicharski Marek: Inżynieria materiałowa. Stal. Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 2012.
• [18] Staub Fryderyk: Atlas metalograficzny struktur. Stal. Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 1964.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).