Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of crystallographic orientation on creep resistance of single-crystal superalloy

Kościelniak Barbara, Gancarczyk Kamil, Poręba Marek, Albrecht Robert

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2020

|

Vol. 44, nr 3

93--98

EN

This paper focuses on the influence of crystallographic orientation on creep resistance of CMSX-4 nickel-based superalloy. The single-crystal rods of CMSX-4 superalloy were manufactured with the use of the Bridgman method at a withdrawal rate of 3 mm/min. The crystallographic orientation of the rods was determined by the X-ray Ω-scan method with OD-EFG diffractometer and the Laue back-reflection technique. The creep tests were performed at a temperature of 982°C and the value of stress σ = 248 MPa. Microstructural investigation before and after the creep test of CMSX-4 superalloy was performed using a scanning electron microscope. The results showed that the distribution of the values of α angle strongly affects the creep resistance of a single-crystal superalloy

2

Identyfikacja parametrów modelu fizycznego materiału lepkosprężystego na podstawie doświadczalnej charakterystyki pełzania

Gnatowska R., Gnatowski A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2013

|

T. 17, nr 48

52--56

PL

Podejmowanie i realizacja prac badawczych nad właściwościami materiałów, jak również nad metodami kształtowania ich właściwości fizycznych i użytkowych to sprawa szczególnie istotna. W dziedzinie tworzenia nowych materiałów dąży się do przewidywania ich właściwości mechanicznych. W oparciu o określoną i trafnie dobraną teorię, można zająć się teoretycznym przewidywaniem właściwości materiałów lepkosprężystych na podstawie znanych cech ich składników. Publikacja dotyczy modelowania matematycznego materiału lepkosprężystego.

EN

Implementation of research on the materials properties, as well as the methods to determine their physical and performance properties is particularly important. In the development of new materials, the aim is to predict their mechanical properties. Based on the theory, we can predict the properties of viscoelastic materials based on characteristics their ingredients. Publication concerns mathematical modeling of viscoelastic material.

3

Surface modification and its influence on the microstructure and creep resistance of nickel based superalloy René 77

Zielińska M., Sieniawski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

95-98

EN

Superalloy René 77 is very wide used for turbine blades, turbine disks of aircraft engines which work up to 1050°C. These elements are generally produced by the investment casting method. Turbine blades produced by conventional precision casting methods have coarse and inhomogeneous grain structure. Such a material often does not fulfil basic requirements, which concern mechanical properties for the stuff used in aeronautical engineering. The incorporation of controlled grain size improved mechanical properties. This control of grain size in the casting operation was accomplished by the control of processing parameters such as casting temperature, mould preheating temperature, and the use of grain nucleates in the face of the mould. For nickel and cobalt based superalloys, it was found that cobalt aluminate (CoAl2O4) has the best nucleating effect. The objective of this work was to determine the influence of the inoculant’s content (cobalt aluminate) in the surface layer of the ceramic mould on the microstructure and mechanical properties at high temperature of nickel based superalloy René 77. For this purpose, the ceramic moulds were made with different concentration of cobalt aluminate in the primary slurry was from 0 to 10% mass. in zirconium flour. Stepped and cylindrical samples were casted for microstructure and mechanical examinations. The average grain size of the matrix ( phase), was determined on the stepped samples. The influence of surface modification on the grain size of up to section thickness was considered. The microstructure investigations with the use of light microscopy and scanning electron microscopy (SEM) enable to examine the influence of the surface modification on the morphology of ’ phase and carbides precipitations. Verification of the influence of CoAl2O4 on the mechanical properties of castings were investigated on the basis of results obtained form creep tests.

PL

Odlewy wykonane z nadstopu Rene 77 przeznaczone są na elementy części gorącej silników lotniczych (łopatki, tarcze wirnika turbiny). Odlewy tych elementów wytwarzane są najczęściej metodą wytapianych modeli. Łopatki turbin wytwarzane metodami konwencjonalnego odlewania precyzyjnego charakteryzują się gruboziarnistą i niejednorodną mikrostrukturą. Często więc materiał odlewu nie spełnia podstawowych wymagań dotyczących właściwosśi mechanicznych materiałów stosowanych w technice lotniczej. Poprawe jakości łopatek nadstopów niklu uzyskano poprzez kształtowanie rozmiarów ziarna podczas odlewania. Kontrole rozmiaru ziarn osiągnięto w wyniku zastosowania odpowiedniej temperatury zalewania, temperatury formy oraz modyfikacji składu chemicznego warstwy wierzchniej formy ceramicznej. Dla nadstopów na osnowie niklu najlepsze efekty rozdrobnienia ziarna uzyskano stosując glinian kobaltu (CoAl2O4). Celem pracy było okreslenie wpływu zawartoąci modyfikatora (glinianu kobaltu) w warstwie wierzchniej formy ceramicznej na mikrostrukturę i właściwości wytrzymałościowe w podwyższonej temperaturze odlewów wykonanych z nadstopu niklu Rene 77. W tym celu wykonano formy ceramiczne różniące się zawartością glinianu kobaltu w warstwie wierzchniej formy ceramicznej, która wynosiła 0, 5 i 10%mas. Odlano próbki schodkowe do oceny oddziaływania modyfikatora na mikrostrukture oraz stożkowe do badan wytrzymałościowych. Wyznaczono średnie pole powierzchni płaskiego przekroju ziarna (faza ) na przekrojach poszczególnych schodków. Uwzględniono również wpływ oddziaływania modyfikatora na rozmiar ziarn w zależności od grubości odlewu (wysokosc schodka). Badania mikrostruktury przy użyciu mikroskopu swietlnego i elektronowego skaningowego (SEM) umozliwiły okreslenie wpływu modyfikacji powierzchniowej na morfologie fazy ' i węglików. Ocenę wpływu modyfikacji powierzchniowej na właściwości wytrzymałościowe w warstwie wierzchniej odlewu w podwyższonej temperaturze wyznaczono w próbie przyspieszonego pełzania.

4

Odporność na pełzanie złączy spawanych z odlewniczego magnezu WE43

Kierzek A., Adamiec J.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2012

|

Nr 1 (15)

33--36

PL

Stopy magnezu z serii Mg-Y-RE-Zr charakteryzują się odpornością na pełzanie do temperatury 250°C, natomiast mogą pracować do temperatury 300°C. Te właściwości pozwalają na zastosowanie stopów z serii Mg-Y-RE-Zr na elementy silników samochodów wyścigowych pracujących w warunkach wysokich obciążeń i temperatur. Wymaganie wysokiej niezawodności elementów układu napędowego samolotów, wysokiej wytrzymałości oraz odporności na korozję doprowadziły również do zastosowania tych stopów w przemyśle lotniczym. Technologie spawalnicze w odlewniczych stopach magnezu wykorzystuje się do naprawy wad w odlewach powstałych w procesie odlewania, jak również do regeneracji zużytych odlewów. Złącza wykonywane ze stopów magnezu powinny mieć właściwości co najmniej takie same jak gotowy odlew. W literaturze brak jest informacji na temat właściwości złącz, spawanych z odlewniczych stopów magnezu. W pracy zbadano wpływ obróbki cieplnej na odporność na pełzanie stopu WE43. Materiał do badań stanowiły złącza wykonane metodą TIG, spawane w stanie nieobrobionym cieplnie. Próby pełzania przeprowadzono na złączach nieobrobionych cieplnie oraz po obróbce cieplnej. Testy wykonano w temperaturze 200°C i 250°C, w czasie 100 h. Stwierdzono wzrost odporności na pełzanie złączy po obróbce cieplnej.

5

Wpływ obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości żaroodpornych warstw aluminidkowych wytworzonych metodą CVD na stopie niklu Inconel 100

Sitek R., Sienkiewicz J., Poręba M., Matysiak H., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 2

62--66

PL

W artykule omówiono wpływ umacniającej obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości warstw aluminidkowych wytworzonych na stopie niklu Inconel 100 w procesie wysokoaktywnego aluminiowania (CVD – Chemical Vapour Deposition) w temperaturze 950°C przez 4 h. W celu scharakteryzowania mikrostruktury warstw wykonano badania składu fazowego (XRD) i chemicznego (EDS) oraz morfologii (SEM). Wykazano, że wysokoaktywny proces aluminiowania nadstopu niklu Inconel 100 pozwala otrzymać ciągłą dyfuzyjną warstwę o grubości ok. 11 μm zawierającą fazę międzymetaliczną NiAl. Umacniająca obróbka cieplna składająca się z przesycania i starzenia elementów z warstwą NiAl w próżni powodowała wytworzenie mieszaniny faz NiAl + Ni3Al. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że warstwa poprawia odporność na utlenianie nadstopu Inconel 100 w temperaturze 950°C podczas wygrzewania do 576 h. Wykazano także, że nie obniża ona odporności na pełzanie nadstopu Inconel 100 w warunkach przyspieszonego pełzania w temperaturze 982°C przy naprężeniu 179,3 i 200 MPa.

EN

In the article influence of thermal post-processing on microstructure and properties of heat-resistant layers based on nickel aluminides were described. The layer was produced on Inconel 100 nickel alloy substrate in high activity aluminising process using the Chemical Vapour Deposition (CVD) method in temperature of 950°C with duration of 4 h. To characterise the microstructure of the produced layers the following tests were performed: phase composition test (X-Ray Diffraction – XRD), chemical composition test (Energy Dispersive Spectrometry – EDS), and morphology test (Scanning Electron Microscopy – SEM). It was found that Inconel 100 nickel alloy high-activity aluminising process allows to obtain a continuous diffusive layer containing an intermetallic phase NiAl of ca. 11 μm thickness. The post-processing heat treatment in of components with NiAl layers performed in the vacuum furnace allows to create a mixture of phases NiAl + Ni3Al. The results of the performed research works bring conclusion that the layers created at temperature of 950°C with duration of up to 576 hours allow to improve oxidation resistance of Inconel 100 nickel alloy. Additionally, it was found that they do not impair Inconel 100 nickel superalloy creep resistance at the accelerated creep conditions in the temperature of 982°C with the applied stress of 179.3 MPa and 200 MPa.

6

Mechanical properties and creep resistance of nickel alloys after complex modification and double filtration

Binczyk F., Gradoń P., Mańka M.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 2

5-8

EN

The paper presents the results of studies to determine the effect of complex surface and bulk modification and double filtration during mould pouring on the stereological parameters of macrostructure and mechanical properties of castings made from the post-production waste IN-713C and the MAR-247 nickel alloys. The evaluation covered the number of grains per 1mm2 of the sample surface area, the average area of grains and the shape index, hardness HB, tensile strength and resistance to high temperature creep. The results indicate the possibility of controlling the stereological parameters of macrostructure through application of several variants of the modification, controlling in this way also different low- and high-temperature properties. The positive effect of double filtration of the alloy during mould pouring on the metallurgical quality and mechanical properties of castings has also been emphasized.

7

Odporność na pełzanie złączy spawanych z odlewniczego stopu magnezu MSR-B

Kierzek A., Adamiec J., Rzychoń T.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2011

|

Nr 3 (13)

32--34

PL

Stop MSR-B jest odlewniczym stopem magnezu, zawierającym srebro, pierwiastki ziem rzadkich oraz cyrkon. Charakteryzuje się odpornością na pełzanie do temperatury 200°C, dobrymi właściwościami odlewniczymi oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi. Stosowany jest w przemyśle lotniczym oraz w samochodowym na elementy pracujące w podwyższonej temperaturze. W odlewach mogą pojawić się wady typu niedolania, pęknięcia, rzadzizny, które można naprawiać z zastosowaniem procesów spawalniczych. Najczęstszą przyczyną odrzucenia naprawianego odlewu lub konstrukcji są pęknięcia gorące, powstające w procesie spawania lub niewystarczająca trwałość eksploatacyjna. Celem pracy było zbadanie odporności na pełzanie złączy spawanych ze stopu MSR-B oraz określenie wpływu obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne złączy w podwyższonej temperaturze. Zakres pracy obejmował próby pełzania oraz badania metalograficzne. Stwierdzono, że obróbka cieplna podnosi odporność na pełzanie złączy spawanych z odlewniczego stopu magnezu MSR-B.

8

Struktura i właściwości odlewniczego stopu magnezu AE44 przeznaczonego do eksploatacji w temperaturze 180°C

Rzychoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 6

895-907

PL

Stop magnezu AE44 zawierający aluminium i metale ziem rzadkich (głównie cer i lantan) należy do grupy najnowszych stopów magnezu przeznaczonych do odlewania ciśnieniowego. Stop ten znajduje zastosowanie głównie w przemyśle samochodowym na elementy silnika pracujące w podwyższonej temperaturze (do 180°C). W literaturze nie ma jednoznacznych poglądów dotyczących wpływu mikrostruktury na odporność na pełzanie stopu AE44. Przypuszcza się, że o dobrej odporności na pełzanie stopu AE44 decyduje przemiana niestabilnej fazy Al11RE3 w stabilną fazę Al2RE bez powstawania niekorzystnej fazy Mg17Al12. Niektórzy autorzy wskazują jednak, że faza Al11RE3 w temperaturze 180°C charakteryzuje się dużą stabilnością. W celu zweryfikowania danych literaturowych oraz określenia jakie czynniki strukturalne decydują o dobrej odporności na pełzanie stopu magnezu AE44 scharakteryzowano strukturę stopu po odlewaniu grawitacyjnym i ciśnieniowym, przeprowadzono badania stabilności struktury po długotrwałym wyżarzaniu w temperaturze 175°C oraz badania odporności na pełzanie. Przeanalizowano ponadto wpływ szybkości krzepnięcia na strukturę stopu. Mikrostrukturę w stanie wyjściowym i po wyżarzaniu scharakteryzowano metodami mikroskopii świetlnej, elektronowej skaningowej i transmisyjnej, rentgenowskiej analizy fazowej i metody Rietvelda. Stwierdzono, że faza Al11RE3 jest stabilna i nie ulega rozpadowi na fazy Al2RE i Mg17Al12. Pojawienie się fazy Mg17Al12 jest spowodowane wydzielaniem się z przesyconego roztworu stałego ?-Mg, a jej udział objętościowy zależy od zawartości aluminium i pierwiastków ziem rzadkich w stopach magnezu. Stabilna i drobnoziarnista struktura stopu AE44 powoduje, że charakteryzuje się on dobrą odpornością na pełzanie do temperatury 200°C. Uzyskanie dobrych właściwości mechanicznych w temperaturze pokojowej i podwyższonej jest możliwe po zastosowaniu odlewania ciśnieniowego z zastosowaniem odpowiednich parametrów odlewania pozwalających na uzyskanie porowatości mniejszej od 1,5%.

EN

The AE44 magnesium alloy containing aluminium and rare earth metals (mainly cerium and lanthanum) belongs to the newest die cast magnesium alloys. This alloy is used in automotive applications for items operating at an elevated temperature (up to 180°C). The data presented in the literature concerning the influence of microstructure on the creep resistance of AE44 magnesium alloy are not unequivocal. It is supposed that the good creep resistance of AE44 magnesium alloy at 180°C is related to the decomposition of the unstable Al11RE3 phase to the stable Al2RE phase without precipitation of the Mg17Al12 compound. However, some authors have reported that the Al11RE3 compound is stable at 180°C. The influence of the microstructure on the creep properties, microstructural stability during long-term annealing at 175°C and influence of the solidification rate on the microstructure of AE44 alloy were investigated. The microstructure was analyzed by using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Xray diffraction (XRD) and the Rietveld method. The results show that the Al11RE3 phase is stable at 175°C and transformation of the Al11RE3 phase into Al2RE and Mg17Al12 compounds is not observed. Precipitation of the Mg17Al12 compound from a supersaturated magnesium solid solution was found. The volume fraction of Mg17Al12 depends on the aluminium and rare earth content in the magnesium alloy. Good creep resistance up to 200°C is caused by the stable and fine-grained microstructure. Beneficial mechanical properties of die cast AE44 magnesium alloy are obtained if the porosity level is lower than 1.5% vol.

9

The effect of long-term service at elevated temperatures on structure and mechanical properties of Cr-Mo-V steel

Ćwiek J., Łabanowski J., Topolska S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 1

33-39

EN

Purpose: of this paper is to reveal the microstructural changes in 13HMF steel exposed to long-term service at elevated temperatures. The degradation of bainite structure was determined and carbides morphology has been examined. The influence of carbides evolution was discussed in dependence of creep rupture strength and mechanical properties of the steel. Design/methodology/approach: Examinations were conducted on 273 mm diameter, 32 mm wall thickness tube made of 13HMF (14MoV6-3) steel. The tube was a segment of stem pipeline used in power plant at 540°C. The service time is 168,000 hours. Microstructure of the material has been examined with the use of light optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) analysis was used for phase chemical composition identification. Transmission electron microscopy (TEM) of thin foils was used for carbides structure identification. The mechanical properties of the tube material were evaluated in static tensile tests at room temperature, hardness tests and impact Charpy U tests. Findings: Microstructure of 13HMF steel tube shows an advanced level of degradation - coagulation of carbides at ferrite grain boundaries and inside bainitic grains. Precipitates of carbides decorated grain boundaries in chain forms. The presence of M7C3, M23C6, M6C phases were revealed. After extended service M23C6 and M3C carbides were replaced by more stable carbides. This transformation did not occur until the end. This indicates the presence of mainly Mo2C carbide, and only sporadic occurrence of carbide M6C. Practical implications: Useability of the method for assessing the current degradation level and for predicting residual lifetime of creep-resistant tubes based on analysis of carbides morphology was confirmed for Cr-Mo-V steel. Originality/value: Information available in literature does not clearly indicate the influence of microstructure and mechanical properties of Cr-Mo-V steel after long-term exploitation. The study shows such relations.

10

Effect of heat treatment on the structure and creep resistance of austenitic Fe–Ni alloy

Ducki K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 47, nr 1

33-40

EN

Purpose: The paper addresses the problem of determining the dependence between the initial heat treatment of an austenitic Fe–Ni alloy and its structure, and its creep resistance. Specimens of Fe–Ni alloy were subjected to tests after two variants of heat treatment, i.e. solution heat treatment followed by typical single-stage ageing, and solution heat treatment followed by novel two-stage ageing. Design/methodology/approach: For the investigated Fe–Ni alloy after solution heat treatment in the conditions: 980°C/2h/water, two variants of specimen ageing were applied for a comparison: single-stage ageing (715°C/16h/air) and two-stage ageing (720°C/8h + cooling in the furnace up to the temperature of 650°C + 650°C/8h/air). The thermally treated specimens were then subjected to a static tensile test at room and elevated temperatures, and to a creep test in a temperature range of 650-750°C, at stresses from 70 to 340 MPa. Findings: It was found that both, at the room and elevated temperatures, the specimens of Fe–Ni alloy after 2-stage ageing were distinguished by higher strength properties (Y.S, T.S) with a little lower plastic properties (EL., R.A). As regards extrapolated results of creep tests, it was found that at a longer exposure time of ca. 10.000 h, specimens after single-stage ageing were characterized with higher creep resistance. Lower creep resistance of the Fe–Ni alloy after two-stage ageing can be explained by increased brittleness of the material in boundary areas. Practical implications: The obtained test results may be used to optimise heat treatment and forecast the operation conditions of products made out of Fe–Ni alloy at an elevated temperature. Originality/value: The study shows a significant effect of the applied ageing variants on mechanical properties and creep resistance of the tested austenitic Fe–Ni alloy.

11

Influence of initial heat treatment on the structure and creep resistance of austenitic Fe-Ni alloy

Ducki K. J., Hetmańczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

264-267

EN

The paper addresses the problem of determining the dependence between initial heat treatment of an austenitic Fe-Ni alloy precipitation-strengthened with intermetallic phases of type ? (Ni3(Al, Ti)) and its microstructure and creep resistance. Specimens of the alloy were subjected to tests after two variants of heat treatment, i.e. solution heat treatment followed by typical single-stage ageing, and solution heat treatment followed by novel two-stage ageing. Specimens that underwent heat treatment were subjected to a static tensile test carried out at room and increased temperature and creep tests, carried out at temperature range 650÷750°C and at stresses 70÷340 MPa. It has been found that, at room and increased temperature, the of Fe-Ni alloy after two-stage ageing is distinguished by higher strength properties with a little lower plastic properties. In a case of creep tests, specimens after single-stage ageing were characterized by higher creep resistance. Lower creep resistance of Fe-Ni alloy after two-stage ageing can be explained by increased brittleness of material in boundary areas.

PL

Praca dotyczy określenia zależności pomiędzy wyjściową obróbką cieplną stopu Fe-Ni umacnianego wydzieleniowo fazą międzymetaliczną typu ?? (Ni3(Al, Ti)) a jego mikrostrukturą i odpornością na pełzanie. Badano próbki po dwóch wariantach obróbki cieplnej, tj. przesycaniu i typowym jednostopniowym starzeniu oraz po przesycaniu i nowatorskim starzeniu dwustopniowym. Próbki po obróbce cieplnej poddano statycznej próbie rozciągania w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz próbie pełzania w zakresie temperatury 650÷750°C i przy naprężeniu 70÷340 MPa. Stwierdzono, że w temperaturze pokojowej i podwyższonej próbki po starzeniu dwustopniowym odznaczały się wyższymi własnościami wytrzymałościowymi przy nieco niższych własnościach plastycznych. W przypadku wyników prób pełzania stwierdzono, że większą odpornością na pełzanie charakteryzowały się próbki po starzeniu jednostopniowym. Niższą odporność na pełzanie stopu Fe-Ni po starzeniu dwustopniowym można tłumaczyć zwiększoną kruchością materiału w strefach przygranicznych.

12

Wpływ obróbki cieplnej na strukturę i odporność na pełzanie austenitycznego stopu Fe-Ni

Ducki K. J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 3

79-86

PL

W artykule przedstawiono zależności pomiędzy wyjściową obróbką cieplną stopu Fe-Ni umac-; nianego wydzieleniowo fazą międzymetaliczną typu / [Ni3(Al, Ti)] a jego strukturą i odpornością na pełzanie. Badaniom poddano próbki po dwóch wariantach obróbki cieplnej, tj. przesycaniu i typowym starzeniu jednostopniowym oraz po przesycaniu i nowatorskim starzeniu dwustopniowym. Obrobione cieplnie próbki poddano próbie statycznego rozciągania w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz próbie pełzania w zakresie temperatury 650 - 750°C i przy naprężeniach 70 - 340 MPa. Stwierdzono, że w temperaturze pokojowej i podwyższonej próbki po starzeniu dwustopniowym odznaczały się lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi przy nieco gorszych właściwościach plastycznych. Przy dłuższych czasach ekspozycji większą odpornością na pełzanie charakteryzowały się próbki po starzeniu jednostopniowym. Mniejszą odporność na pełzanie stopu Fe-Ni po starzeniu dwustopniowym można tłumaczyć większą kruchością materiału w strefach przygranicznych.

EN

The paper addresses the problem of determining the dependence between initial heat treatment of an austenitic Fe-Ni alloy precipitation-strengthened with intermetallic phases of type / [Ni3(Al,Ti)] and its structure and creep resistance. Specimens of the alloy were subject to tests after two variants of heat treatment, i.e. solution heat treatment followed by typical single-stage ageing, and solution heat treatment followed by novel two-stage ageing. Specimens that underwent heat treatment were subjected to a static tensile tests carried out at room and increased temperature and creep tests, carried out at range temperature 650 - 750°C and at stresses 70 - 340 MPa. It has been found that, at room and increased temperature, the specimens of Fe-Ni alloy after two-stage ageing are distinguished by higher strength properties with a little lower plastic properties. In a case of creep tests, specimens after single-stage ageing characterized by higher creep resistance. Lower creep resistance of Fe-Ni alloy after two-stage ageing can be explained by increased brittle-ness of material in boundary areas.

13

Trials to manufacture and test castings from Inconel alloy

Uhl W., Pirowski Z., Jaśkowiec K.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3

73--78

EN

The article describes the methods of producing and testing the Inconel 740 nickel alloy in as-cast state. An assumption has been made that the obtained alloy should be characterised by a normative chemical composition and mechanical properties similar to those that are obtained in the process of plastic forming. The alloy was fabricated by conventional process and vacuum metallurgy in the form of pilot castings enabling various types of tests to be carried out. Within the test and investigations programme, moulding materials were chosen, castings were poured and subjected to the process of heat treatment, followed by tests and examinations of alloy properties (mechanical tests, cooling curves). The outcome of the investigations was cast alloy characterised by chemical composition close to the normative one but of the mechanical properties inferior to those obtained by plastic forming.

14

Mikrostruktura i właściwości nowych martenzytycznych stali 12 % Cr dla nadkrytycznych bloków energetycznych

Zielińska-Lipiec A., Kozieł T., Czyrska-Filemonowicz A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 4

269-275

PL

Badaniom mikrostrukturalnym poddano martenzytyczną stal VM12 zawierającą 12 % chromu, opracowaną przez COST 522 dla elektrowni konwencjonalnych pracujących w temperaturze około 625÷650 °C. Analizowano mikrostrukturę stali w stanie dostawy, po długotrwałym (29 000 godz.) wyżarzaniu, jak i pełzaniu w temperaturze 625 °C. Ilościową analizę obrazu na elektronomikroskopowych zdjęciach mikrostruktury prowadzono w celu określenia gęstości dyslokacji wewnątrz listew martenzytu/podziarn, wielkości podziarn, jak i wielkości (średnia średnica) oraz kształtu (współczynnik kształtu) wydzieleń. Fazy wtórne identyfikowano przy wykorzystaniu selektywnej dyfrakcji elektronów. Badania za pomocą TEM wykazały, że zarówno długotrwałe wyżarzanie, jak i pełzanie w temperaturze 625 °C powoduje zmiany w mikrostrukturze. Ilościowa analiza parametrów mikrostruktury wykazała, że podczas długotrwałego (29 000 godz.) wyżarzania wielkość podziarn oraz węglików M23C6 rośnie. Dla stali odkształconej podczas pełzania zmiany w mikrostrukturze są bardziej zawansowane w porównaniu ze stalą jedynie wyżarzaną w tym samym czasie. W artykule dyskutowana jest ewolucja mikrostruktury i jej wpływ na długoczasową wytrzymałość na pełzanie stali VM12.

EN

The microstructure of the new COST martensitic 12 % chromium steel VM12 developed for advanced power stations operated around 625÷650 °C in the as received condition and after long-term creep exposure (up to around 29 000 h) has been investigated. Quantitative analyses of VM12 steel microstructure based on TEM micrographs were undertaken to determine the dislocations density within the subgrains, the width of the martensite laths/subgrains and the particles parameters (shape, size, distribution). Phases identification was performed using electron diffraction. The TEM results showed that the thermal exposure at 625 °C and creep deformation caused some changes of VM12 steel microstructure. The statistical quantitative analyzes of the microstructural parameters, showed that the size of subgrains and M23C6 precipitates slightly increased after exposure up to 29 000 h. In the creep tested specimens, microstructure changes were much more pronouced than in the thermal exposed specimens. Microstructural stability and its influence on the long-term rupture strength of the VM12 steel is discussed in the paper.

15

Odporność na pełzanie staliwa typu Cr-Mo-V w stanie wyjściowym oraz po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania

Zieliński A., Dobrzański J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2008

|

T. 60, nr 1

43-47

PL

Celem badań była ocena struktury i własności mechanicznych oraz wyznaczenie odporności na pełzanie materiału instalacji pary świeżej z niskostopowego staliwa Cr-Mo-V w stanie wyjściowym oraz po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania, które przekroczyły obliczeniowy czas pracy 100 000 godzin. Wykonano badania struktury, własności mechanicznych, przyspieszone próby pełzania oraz wyznaczono temperaturę przejścia w stan kruchy. Oszacowano resztkową i rozporządzalną trwałość resztkową staliwa L21HMF dla roboczych parametrów dalszej eksploatacji.

EN

The purpose of the investigations was to evaluate the structure and mechanical properties as well as to determine creep resistance of Cr-Mo-V cast steel material for live steam system in delivery state and after long-term service under the creeping conditions, which exceeded the design work time of 100.000 hours. The structure examinations, mechanical properties investigations, and accelerated creeping tests were carried out and the brittle fracture appearance transition temperature was determined. The residual and available residual durability of L21HMF cast steel was determined for working parameters related to further operation.

16

Stereology of ultrafine-grained materials

Saxl I., Ilucova L., Kalousova A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

172-175

EN

First a historical excursion calls attention to the fact that important stereological relations were already proposed by J.-E. Barbier in the second half of the XIXth century. Then the attractive metallographic electron backscatter diffraction (EBSD) method is used to describe the effect of the number N of passes on the subgrain and grain structure of pure aluminium processed by equal channel angular pressing (ECAP). The marked feature of the structure after a low number (N = 2, 4) of passes is the lack of high angle boundaries, which remains conserved even after a relatively long-time annealing. After a higher number of ECAP passes, the amount of high angle boundaries increases, the structure becomes more homogeneous and less anisotropic, however, also less creep resistant.

PL

W rozdziale "Historical excursion" przedstawiono główne zależności stereologiczne zaproponowane przez J.-E. Barbiera w drugiej polowie XIX-go wieku. W dalszej części pracy przedstawiono wyniki uzyskane za pomocą dyfrakcji elektronów sprężyście rozproszonych (EBSD) dotyczące wpływu i liczby przepustów N w procesie ECAP na strukturę ziarn i podziarn czystego aluminium. Dla małej liczby przepustów (N= 2, 4) charakterystyczny jest brak granic szerokokątowych. Stan ten nie ulega zmianie nawet po długotrwałym wyżarzaniu. Liczba granic szerokokątowych rośnie wraz ze zwiększaniem się liczby przepustów. Struktura staje się bardziej jednorodna i mniej-anizotropowa. Towarzyszy jednak temu obniżenie odporności na pełzanie.

17

Improving the resistance to carburising of creep-resistant castings

Piekarski B.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 4

181-184

EN

The study presents the results of own investigations and of the investigations described in technical literature regarding various methods of improving the resistance to carburising of the creep-resistant structural parts of carburising furnaces. Most of the studies referred to were carried out in a Foundry of the Szczecin University of Technology. The results of the investigations on the effect of chemical composition of austenitic cast steel on its resistance to the carburising effect controlled through application of the anti-carburising coatings based on aluminium and constituted on high-alloy steel substrate were summarised. The possibility to use machining of castings as a means to raise their performance life in carburising atmosphere was also mentioned.

18

Degradation of the cast steel parts working in power plant pipelines

Renowicz D., Hernas A., Cieśla M., Mutwil K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 18, nr 1-2

219--222

EN

Purpose: Purpose of this paper is to identify the influence of loading history and the processes of material degradation on the initiation of cracking and on durability under creep and fatigue conditions. Design/methodology/approach: The aim of the research was to identify the properties of the material of the fittings cut out of a start-up pipeline connecting two OP-140 boilers with turbines, as well as to identify the reasons of failure of these parts after 100000 hours of operation. Results of the investigations were the basis of predicting the lifetime of machine parts and components of devices subjected to complex mechanical and thermal influence. Numerical simulation of work conditions was also performed. Problem of life assessment of the pipelines is currently the object of interest of many research centers. Findings: Due to extreme conditions of the start-up pipeline operation, its T-connections are subject to quick wear, and their properties determine the operational reliability and safety of the whole pipeline. For the reason it is necessary to verify the criteria of pipelines’ durability evaluation applied so far, based on the parameters characteristic of the creep process exclusively. Research limitations/implications: In the case discussed, i.e. a T-connection being a start-up pipeline part, the present criteria should be expanded with critical values describing fatigue/corrosion processes. Practical implications: The paper introduces the results of investigations of the 0.2C-1.2Cr-0.6Mo-0.3V cast steel used for parts of live steam pipelines working in power plants. Such parts include, e.g. T-connections. Originality/value: The paper show the possibilities of numerical models application.

19

Cracking processes during creep test of ŻS6U superalloy with aluminium coatings

Cieśla M., Swadźba L.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

177--180

EN

Purpose: The paper presents the evaluation of the influence of aluminium layers used as protective coatings of aircraft turbine engine blades upon durability of ŻS6U nickel base superalloy under the conditions of short time creep. The conditions of cracks formation and growth in specimens with aluminium coatings have been analysed while taking into account the microstructure properties of coatings as well as the microstructure of specimen core material. Design/methodology/approach: The creep tests have been performed on MTS apparatus in the conditions corresponding to the extreme operating conditions of aircraft engine blades. The specimens were heated in a resistance furnace up to the temperature of 950ºC and then constant axial force was applied which induced stress σo=300 MPa in their cross-section. Findings: The obtained results have proved a significant influence of the type, protective coating thickness and the specimen core structure upon the secondary creep rate. Research limitations/implications: To ensure the most effective use of aluminium protective coatings it is important to understand the creep mechanisms in temperature lower than DBTT (ductile brittle transition temperature). Therefore, it is necessary to perform some creep tests in temperatures much lower than 900ºC. Practical implications: The obtained results could constitute the base for suggesting the guidelines on selecting proper aluminium coatings for specific designs of aircraft engine blades. Originality/value: It has been found that the reduction of creep durability of specimens made of ŻS6U alloy with diffusive aluminium coatings is caused by the reduction of the lateral surface of specimens core, which effectively transfers loads in creep tests.

20

Charakterystyka materiałowa stali X18CrCoMoVNbNB 11-6-1

Putyra P.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 21/1

417-426

PL

W pracy przedstawiono wyniki z badań wytrzymałościowych przeprowadzonych na eksperymentalnym wytopie stali X18CrCoMoVNbNB 11-6-1. Badania obejmowały statyczną próbę rozciągania, próby pełzania, próby udarności oraz pomiary twardości. Stal po obróbce cieplnej poddano również wygrzewaniu przez 3 000 i 10 000 godzin w temperaturze 650°C, celem określenia wpływu ekspozycji w wysokiej temperaturze na właściwości wytrzymałościowe stali oraz zmiany w mikrostrukturze. Wyniki z krótkotrwałych prób pełzania posłużyły do wyznaczenia wartości parametru Larsona-Millera i określenia długookresowej wytrzymałości na pełzanie RZ/100 000/t.

EN

This work presents the strength tests results of the X18CrCoMoVNbNB 11-6-1steel. The researches included tensile test, creep tests, toughness tests and hardness measurements. Steel after heat treatment was 3 000 h and 10 000 h ageing at a temperature of 650°C, in order to determinate the influence of exposure at high temperature on strength property and change of microstructure. The results of short duration creep tests serve to calculate of Larson-Miller parameter and to determinate longtime creep strength.