Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Korozja lokalna azotowanej stali 42CrMo4 w zakwaszonym roztworze zawierającym chlorkowe jony

Jagielska-Wiaderek K., Bala H., Rudnicki J., Onyszko A.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 4-5

207-209

PL

W pracy przedstawiono potencjokinetyczne krzywe polaryzacyjne stali 42CrMo4 oraz żelaza Armco po procesie azotowania jarzeniowego w atmosferze N2/H2 w temperaturze 520°C. Badania potencjokinetyczne wykonano w zakwaszonym (pH = 4) 0,5M roztworze siarczanowym zawierającym jony Cl- o stężeniu 0,02M. Wykorzystując tzw. metodę postępującego ścieniania analizowano kolejne warstwy stali posuwając się od zewnętrznej powierzchni w głąb materiału. Zastosowanie tego typu metody pozwoliło wykreślić głębokościowe profile wartości potencjałów nukleacji wżerów.

EN

Electrochemical polarization characteristics of glow-discharge, high-temperature (520°C) nitrided AISI 4140 type steel and Fe-Armco are presented in the paper. The potentiokinetic tests were carried out in acidified, 0.5M sulphate (pH = 4) solution containing 0.02M of chloride ions. A method of consecutive thinning of surfacial layers of the treated steel has been applied to determine the depth profiles of its pitting potentials.

2

Microstructural evaluation of CMSX-4 superalloy single crystal castings of various geometry

Szular A., Onyszko A., Motyka M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

618-621

EN

The effect of single crystal growth rate and casting geometry on CMSX-4 nickel base superalloy microstructure was determined in the paper. Single crystal castings in the form of round rods and turbine blades for aircraft engine were produced in directional crystallization process (by Bridgman method) at withdrawal rate (vw) of 4 and 5 mm/min. Metallographic examination and quantitative evaluation of dendritic microstructure in obtained castings were carried out.

PL

W pracy podjęto próbę określenia wpływu prędkości monokrystalizacji i geometrii odlewów na mikrostrukturę nadstopu niklu CMSX-4. Odlewy monokrystaliczne w formie okrągłego pręta i łopatki turbiny silnika lotniczego otrzymano w procesie krystalizacji kierunkowej (metodą Bridgmana) z prędkością wyciągania vw = 4 i 5 mm/min. Przeprowadzono badania metalograficzne oraz ilościową ocenę mikrostruktury dendrytycznej otrzymanych odlewow.

3

Influence of strain rate and deformation temperature on the microstructure of Inconel X750 superalloy

Nowotnik A., Sieniawski J., Mrówka-Nowotnik G., Onyszko A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

594-597

EN

Experimental results on hot deformation and dynamic structural processes of nickel based alloy Inconel X750 are reviewed. Hot compression tests were performed on the solution treated precipitation hardenable nickel based superalloy Inconel X750 at 720÷1150°C with a constant true strain rates of 10-4 and 4.10-4 s-1. True stress-true strain curves and microstructure analysis of the deformed nickel based superalloy is presented. The properties and dynamic behaviour are explained through observation of the microstructure using standard light, scanning and transmission electron microscopy. Structural observations of solution treated Inconel X750 deformed at high temperatures, reveal non-uniform deformation effects. The distribution of niobium-rich carbides was affected by localized flow within the strain range investigated at relatively low deformation temperatures 720÷850°C. Microstructural examination of the alloy also shows that shear banding, cavity growth and intergranular cracks penetrating through the whole grains were responsible for decreased flow stresses at temperature of 720, 800 and 850°C and might result in sample fracture at larger strains.

PL

Na podstawie wyników badań określono zmiany mikrostruktury przesyconego stopu Inconel X750, odkształconego z prędkością odkształcania 10-4 i 4.10-4 s-1 w zakresie temperatury wydzielania faz umacniających (fazy y") i węglików) 720÷1150°C. Izotermiczne próby ściskania potwierdziły wpływ warunków odkształcania na charakter procesów odkształcania i wydzielania w stopie Inconel X750. Stwierdzono, że zmniejszenie prędkości odkształcania powoduje zmniejszenie wartości naprężenia uplastyczniającego w zakresie temperatury 720÷1150°C (rys. 2). Na podstawie zmian mikrostruktury odkształconego w temperaturze 720÷850°C przesyconego nadstopu niklu stwierdzono, że lokalizacja odkształcenia w postaci mikropasm i pasm ścinania ma wpływ na proces wydzielania umacniających stop faz. Stwierdzono, że podczas odkształcania w zakresie temperatury 720÷850°C występuje lokalizacja odkształcenia, powodująca niejednorodny rozkład wydzielających się w czasie odkształcania węglików Nb, sprzyjająca pękaniu i niszczeniu stopu (rys. 3÷7).

4

Influence of manufacture conditions on the properties of CMSX-4 single crystal castings

Kubiak K., Onyszko A., Sieniawski J., Bogdanowicz W., Nowotnik A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

622-624

EN

The paper is an attempt to determine the influence of manufacture conditions on the properties of CMSX-4 second generation single crystal superalloy castings. Single crystal rods with diameter of 12 mm and length 200 mm were casted by the vertical Bridgeman method in ALD Vacuum Technologies furnace. Pulling rates, typical for CMSX-4 nickel superalloy, were used: 4 mm/min and 5 mm/min. Using X-ray crystal topography study, distorted image of the arrangement of damaged single crystal areas was recorded. Tensile tests were carried out on the samples from the casts at temperature: 700, 750, 800, 850 and 900°C to determine their mechanical properties (R m , R e, Z, A). To evaluate the creep resistance a creep test at the temperature of 982°C with stress of 248 MPa was performed (alloy in as-cast condition and after heat treatment). In the case of single crystal rods a modification of the pulling rate from 4 mm/min to 5 mm/min does not noticeably change their structural perfection. The results of X-ray topography allow to conclude that structural perfection of rods does not depend on the distance from the selector, i.e. there was not change along the direction of their crystallisation. It has been found that with increasing pulling rate the nature of distribution along the axis of growth of the angle of [001] direction deviation from the axis of single crystal blades growth was changing.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu warunków wytwarzania na właściwości prętów monokrystalicznych wykonanych z nadstopu niklu drugiej generacji - CMSX-4. W badaniach stosowano monokryształy o kształcie walcowym o średnicy 12 mm i długości 200 mm uzyskane metodą Bridgmana w piecu próżniowym ALD Vacuum Technologies, przy prędkości wyciągania 4 i 5 mm/min. Wykonano badania rozkładu orientacji krystalicznej metodami topografii rentgenowskiej monokryształów. Właściwości mechaniczne wyznaczono w próbie statycznej rozciągania w temperaturze 20, 700, 750, 800, 850 i 900°C oraz pełzania w temperaturze 982°C przy naprężeniu 248 MPa (w stanie lanym oraz po umacnianiu wydzieleniowym). Ustalono, że zmiana prędkości wyciągania kryształów z 4 na 5 mm/min nie wpływa istotnie na doskonałość strukturalną odlewów monokrystalicznych Zdefektowanie strukturalne badanych prętów określone na podstawie topogramów rentgenowskich nie zależy od odległości od selektora (wzdłuż osi pręta). Stwierdzono, że rozkład zmian orientacji krystalicznej jest jednakowy na całej długości prętów.

5

Crystallographic orientation of aircraft engines turbine blades made of CMSX-4 single crystal nickel superalloy

Onyszko A., Bogdanowicz W., Nowotnik A., Kubiak K., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

629-632

EN

The paper attempts to determine changes of crystallographic orientation along the axis of growth of single crystal blades made of CMSX-4 nickel superalloy. The Laue diffraction method was used for this purpose. Single crystal aircraft engines turbine blades were manufactured in an ALD Vacuum Technologies furnace using the Bridgeman method. Pulling-out rates typical for CMSX-4 nickel superalloy were used: 1 mm/min, 2 mm/min, 3 mm/min and 4 mm/min. It has been found that with increasing pulling-out rate the nature of distribution along the axis of growth the blade of the angle of [001] crystal direction deviation from the axis of single crystal blades growth changes. The change of the pulling-out rate results also in the rotation of y' phase in the form of "cubes" against the axis of single crystal blades growth. The studies carried out allow preparing a new method for blades crystallographic orientation assessment by a non-destructive method, what will substantially shorten the time of one blade testing.

PL

W pracy podjęto próbę określenia zmian orientacji krystalicznej wzdłuż osi wzrostu monokrystalicznych łopatek wykonanych z nadstopu niklu CMSX-4. W tym celu wykorzystano dyfrakcyjną metodę Lauego. Monokrystaliczne łopatki turbin silnika lotniczego wytworzono w piecu ALD Vacuum Technologies metodą Bridgmana. Stosowano typowe prędkości wyciągania z obszaru grzania dla nadstopu niklu CMSX-4: 1 mm/min, 2 mm/min, 3 mm/min i 4 mm/min. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem prędkości wyciągania zmienia się charakter rozkładu wzdłuż osi wzrostu łopatki kąta odchylenia kierunku krystalicznego [001] od osi wzrostu monokrystalicznych łopatek. Zmiana prędkości wyciągania wpływa również na obrót fazy y' wydzielonej w postaci "sześcianów" względem osi wzrostu monokrystalicznych łopatek. Prowadzone badania pozwalają na opracowanie nowej metodyki oceny orientacji krystalicznej łopatek metodą nieniszczącą, co istotnie skróci czas badań jednej łopatki.

6

Orientacja krystaliczna monokryształu z nadstopu niklu CMSX-4

Onyszko A., Sieniawski J., Kubiak K., Lipiński Z.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 3

43-50

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań orientacji krystalicznej odlewów monokrystalicznych wykonanych z nadstopu niklu drugiej generacji - CMSX-4. W badaniach stosowano monokryształy w postaci prętów o średnicy 12 mm i długości 200 mm uzyskane metodą Bridgmana w piecu próżniowym ALD Vacuum Technologies. Prędkość wyciągania monokryształów wynosiła 4 i 5 [mm/min. Wykonano obserwacje mikroskopowe uzyskanych monokryształów oraz badania ich orientacji krystalicznej metodami topografii rentgenowskiej. Pomiar wartości kąta odchylenia kierunku [001] od kierunku osi wzrostu monokryształów był podstawą wyznaczenia orientacji krystalicznej. Kąt odchylenia jest podstawowym parametrem oceny doskonałości strukturalnej odlewów monokrystalicznych stosowanych przez światowe wytwórnie silników lotniczych. Ustalono, że prędkość wyciągania kryształów wpływa na doskonałość strukturalną monokrystalicznych odlewów.

EN

A series of experiments investigating the crystal orientation of single crystal superalloy CMSX-4 have been carried out. Cylindrical samples (diameter - 12 mm, length - 200 mm) casted in vertical Bridgman crystal-growing furnace ALD Vacuum Technologies. Following pulling rates of single crystal were used: 4 and 5 mm/min. The single crystals microscopic observations and crystal orientation investigations by X-ray topography were performed. Crystal orientation was determined on the basis of the measurement of angle aberration direction [001] taken from grown direction. Angle aberration is the basic parameter to quantify single crystal quality. The results of investigations indicate that single crystals pulling rate has an effect on single crystals structure quality.

7

Analiza profilowa stali 304 po azotowaniu jarzeniowym

Frączek T., Olejnik M., Jeziorski L., Onyszko A.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 1

67-74

PL

Badaniom poddano stal austenityczną gatunku 304 po azotowaniu jarzeniowym w temperaturze T= 430°C w czasie t = 8 h. Przyjęto cztery warianty rozmieszczenia próbek w komorze jarze-"wej: na katodzie, na podłożu odizolowanym zarówno od katody, jak i od anody, czyli w tzw. sncjale plazmy, oraz dodatkowo na katodzie i w potencjale plazmy, ale osłonięte ekranem pomagającym. Oceniając efektywność wariantów procesu azotowania, skupiono się głównie na analizie profilowej otrzymanych warstw powierzchniowych. Określono profil rozkładu pierwiastków w warstwie powierzchniej metodą optycznej spektroskopii emisyjnej wyładowania jarzeniowego (GDEOS) s. 1) oraz profil rozkładu twardości w warstwie wierzchniej (rys. 3). Dodatkowo wykonano analizę struktur warstw wierzchnich na poprzecznych zgładach metalograficznych (rys. 4). Stwierdzono, że każdorazowe użycie ekranów wspomagających powoduje wzrost dyfuzji azotu w głąb azotowanej stali austenitycznej 304, a tym samym zwiększenie grubości otrzymanych warstw wierzchnich.

EN

The nitrided layers produced on 304 austenitic stainless steel by glow discharge plasma nitrid-ing at 430°C in the processing time of 8 h were studied. The location of the samples in the working chamber was as follows: on the cathode, on the ceramide insulator (in the plasma potential mode), on the cathode with assisting shield and on the ceramic insulator with assisting shield. In order to estimate the nitriding efficiency the depth profiles of nitrogen concentration for each variant were determined by glow discharge optical emission spectroscopy GDOES (Fig. 1). Additionally the hardness profiles (Fig. 3) and optical micrographs of surface layers were performed. It was stated that application of the auxiliary shields increases the depth of nitrogen diffusion into nitriding steel and the thickness of surface layers.

8

Turbine blades of the single crystal nickel based CMSX-6 superalloy

Onyszko A., Kubiak K., Sieniawski J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 32, nr 1

66-69

EN

Purpose: Research and Development Laboratory for Aerospace Materials in Rzeszow University of Technology is the place where production of single crystal nickel base superalloys has been proved technically feasible. This paper presents the method of manufacturing the single crystal superalloys turbine blades and the prospective developments of the enterprise. Design/methodology/approach: Turbine blades were produced in the vacuum induction melting furnace ALD for investment casting of equiaxed, directionally solidified and single crystal materials. The CMSX-6 nickel based superalloy is used for production of turbine blades. Findings: The ceramic moulds production process was formulated. All main parameters of single crystal production was accordanted. Research limitations/implications: EBSD analysis clearly revealed that the casted turbine blades are single crystals and possessed [001] crystal orientation. Originality/value: The paper gives a general review of the technology of production single crystals turbine blades.

9

Method for production of single crystal superalloys turbine blades

Onyszko A., Kubiak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

765-771

EN

The superalloys are materials displaying excellent resistance to mechanical and chemical degradation particularly at temperatures beyond 800 C. Single crystal superalloys are used nowadays more and more commonly as blade materials for aircraft turbines. Their metallurgical development is linked inextricably to the history of the jet engine, for which the first superalloy grades were designed, although use has now spread to other high-temperature applications – notably to the turbines used for electricity generation. The technological incentive for further improvements being sought in alloy capability and processing developments arises from the enhanced fuel efficiency and reduced emissions expected of modern turbine engines; consistent with thermodynamic consideration, higher operating temperatures are then required. The risk of failure by fracture or fatigue, so that necessitates that components fabricated from the superalloys are of the highest integrity, so that inspection and lifetime estimation procedures are critical to safe ongoing operation. A survey of the creep performance of available engineering materials confirm the superiority of the superalloys for high-temperature applications. The use of nickel as the solvent for these materials can be justified on account of its face-centered cubic (FCC) crystal structure, its moderate cost and low rates of thermally activated processes.

PL

Nadstopy niklu są materiałami odznaczającymi się wysoką żarowytrzymałością i żaroodpornością w temperaturze przekraczajacej 800 C. Monokrystaliczne nadstopy niklu używane są do produkcji łopatek turbin silników lotniczych. Ich rozwój metalurgiczny jest nierozłącznie połączony z historią silników lotniczych dla których to skonstruowano pierwsze łopatki z nadstopów niklu. Ponadto na przestrzeni lat łopatek zaczęto używac do innych wysokotemperaturowych zastosowań - szczególniew turbinach prądotwórczych. Zwiększona wydajność paliw oraz potrzeba zmniejszenia emisji, jakiej oczekuje się po nowoczesnych silnikach, stanowią dodatkową zachętę do dalszego ulepszania technologii jak i procesu wytwarzania łopatek z nadstopów niklu. Ryzyko uszkodzenia poprzez ułamanie lub zmęczenie materiału wymaga, aby części wyprodukowane z nadstopów niklu były najwyższej jakości. Badania wytrzymałościowe takie jak pomiar prędkości pełzania i odkształcania potwierdzają przewagę nadstopów niklu jako materiałów pracujących w wysokich temperaturach. Użycie niklu w tych materiałach może być uzasadnione jego struktura krystaliczna, przystępnymi kosztami produkcji, a także wolnym tempem aktywacji cieplnej. Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego Politechniki Rzeszowskiej jest jednostka produkująca monokrystaliczne nadstopy niklu i kobaltu. W pracy przedstawiono zagadnienia związane z wytwarzaniem z nadstopów niklu łopatek turbin silników lotniczych a takze perspektywy rozwoju tego przedsięwzięcia.

10

Analiza profilowa stali 316L po procesie azotowania jarzeniowego

Frączek T., Olejnik M., Jeziorski L., Onyszko A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

993-996

PL

Badaniom poddano stal austenityczną gatunku 316L po azotowaniu jarzeniowym w temperaturze T = 430°C przez t = 8 h, oraz po czterech różnych wariantach rozmieszczenia próbek w komorze jarzeniowej. Próbki przeznaczone do azotowania zostały umieszczone na katodzie, na podłożu odizolowanym zarówno od katody jak i anody, czyli w tzw. "potencjale plazmy" oraz dodatkowo próbki umieszczone na katodzie, jak i w potencjale plazmy zostały osłonięte ekranem wspomagającym. W celu oceny efektywności wariantów procesu azotowania skupiono się głównie na analizie profilowej otrzymanych warstw powierzchniowych. Określono profil rozkładu pierwiastków w warstwie wierzchniej metodą optycznej spektroskopii emisyjnej wyładowania jarzeniowego (GDEOS) (rys. 2÷5) oraz profil rozkładu twardości w warstwie wierzchniej (rys. 6). Dodatkowo wykonano analizę struktur warstw wierzchnich na poprzecznych zgładach metalograficznych (rys. 7÷10). Stwierdzono, że każdorazowe zastosowanie ekranów wspomagających powoduje wzrost głębokości dyfuzji azotu w głąb azotowanej stali austenitycznej 316L, a tym samym zwiększenie grubości otrzymanych warstw wierzchnich.

EN

The nitrided layers produced on 316L austenitic stainless steel by glow discharge plasma nitriding at 430°C in the processing time of 8 h were studied. The location of the samples in the working chamber was as follows: on the cathode, on the ceramic insulator (in the plasma potential mode), on the cathode with assisting shield and on the ceramic insulator with assisting shield. In order to estimation of nitriding efficiency the depth profiles of nitrogen concentration for each variant were determined by glow discharge optical emission spectroscopy GDOES (Fig. 2÷5). Additionally the hardness profiles (Fig. 6) and optical micrographs of surface layers were performed. It was stated that using of assisting shields increase the depth of nitrogen diffusion in to nitriding steel and the thickness of surface layers.

11

EXAFS study of iron nanoparticles with oxide shell

Onyszko A., Kapusta C., Sieniawski J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 10

597-600

EN

Purpose: The aim of this work is to present the results of the study of the local structure of iron nanoparticles with oxide shell which uses EXAFS method that apply synchrotronic radiation. Design/methodology/approach: The samples used in the carried out analysis were as follows: pure iron powder, pure iron powder containing nanoparticles and pure iron powder containing nanoparticles subjected to 224 hours of grinding. Findings: The local structure of iron nanoparticles with oxide shell were found. Research limitations/implications: It wa s not enough time to measure O:K edge. Practical implications: The analysis of spectra does not reveal any iron oxides in samples. More accurate results would be obtained at oxygen K edge. Originality/value: It was proved that iron nanoparticles with oxide shell samples had the local structure characteristic for metallic iron.