PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Degradacja powłok CrN osadzonych na stalowe podłoża w warunkach oddziaływania kawitacji
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 2
110--115
PL
Niszczenie kawitacyjne (erozja kawitacyjna) polega na degradacji materiału w wyniku implozji pęcherzyków kawitacyjnych znajdujących się w bezpośredniej styczności lub w pobliżu ciała stałego. Umacnianie warstwy wierzchniej i/lub nakładanie warstw ochronnych są znaną metodą zwiększania wytrzymałości i żywotności elementów konstrukcyjnych. Powłoki CrN charakteryzują się dużą twardością, małym współczynnikiem tarcia, odpornością na utlenianie do 750°C oraz dużą odpornością korozyjną. Badania odporności kawitacyjnej wykazały, że powłoki CrN mają również dobre własności ochronne na tego typu niszczenie zarówno w słodkiej wodzie, jak i w wodzie morskiej. Powłoki CrN osadzano metodą ARC PVD na stal austenityczną X6CrNiTi18-10 i martenzytyczną X39Cr13 poddaną różnym obróbkom cieplnym w celu uzyskania podłoży o zróżnicowanych twardościach. Przeprowadzone badania odporności na niszczenie kawitacyjne wykazały, że osadzenie powłok CrN, niezależnie od ich grubości, przyczyniło się do zmniejszenia całkowitego ubytku masy w porównaniu z ubytkami masy stalowych próbek bez powłok. Niemniej zwiększenie grubości tych powłok zmniejsza pozytywny efekt osadzenia powłok CrN. Mikroskopowa analiza uszkodzeń (rys. 2-4) wykazała, że systemy z powłokami CrN o grubości 4 um uległy mikropofalowaniu. Stopień pofalowania powłoki był zróżnicowany w zależności od podłoża. Zwiększenie grubości powłok CrN skutkowało zanikiem mikropofalowania (rys. 5). Konsekwencją większej grubości jest wzrost sztywności powłok oraz większa amplituda impulsu kawitacyjnego konieczna do spowodowania odkształcenia powłoki CrN, co wpływa na mechanizm degradacji powłok. W pracy ponadto pozytywnie oceniono wskaźnik RCAV wyprowadzony W pracy [13].
EN
Cavitation degradation (cavitation erosion) is caused by repeated attack of cavitation impulses. Hardening of the surface layer of conventional materials or the deposition of protective coatings is a well-known way of increasing the strength and reliability of working elements. CrN coatings possess high hardness, a low friction coefficient, oxidation resistance up to 750°C and excellent corrosion resistance. Investigations of the cavitation erosion of CrN coatings showed that these coatings also possess good protection properties against this kind of degradation in both tap water and sea water. The CrN coatings were deposited by means of the ARC PVD method. Substrates made of X6CrNiTi18-10 austenitic steel and X39Cr1 3 martensitic steel underwent different thermal treating in order to obtain various substrate hardnesses. The performed investigations showed that the deposition of CrN coatings improved the cavitation resistance despite their thickness (Fig. 1). The mass loss of the CrN-stainless steel systems was less than that of the uncoated steels. The increase in coating thickness lessens the positive effects of the deposition of CrN coatings. Microscopic analysis showed that systems with 4 um thick CrN coatings underwent microfolding (Fig. 2-4). The level of microfolding Was related to the substrate hardness. The increase in coating thickness results in the disappearance of microfolding (Fig. 5). The consequence of the coating thickness increase is an increase in CrN coating stiffness and of the amplitude of cavitation pulses necessary to cause coating deformation. The increase in cavitation pulse amplitude influences the degradation mechanism. Moreover, in this paper the cavitation resistance parameter RCAV derived in Ref. [13] Was positively verified.
2
Content available Degradacja systemów powłoka nanokrystaliczna - stalowe podłoże w warunkach niszczenia kawitacyjnego
Krella A.
Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku
|
2012
|
nr 556/1515
1-126
3
Mechanizmy odkształcenia materiałów nanostrukturalnych
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2011
|
Vol. 32, nr 5
844-850
PL
Nanomateriały stanowią obecnie ważną grupę materiałów znajdujących zastosowanie prawie we wszystkich dziedzinach przemysłu. W badaniach nanomateriałów stwierdzono, że zależność Halla-Petcha nie jest spełniona dla całego zakresu 1÷100 nm. W przypadku nanomateriałów o wielkości ziaren poniżej pewnej wartości krytycznej zaobserwowano efekt zmniejszenia twardości wraz ze zmniejszeniem się wielkości ziarna. Z tego względu wiele badań poświęcono poznaniu ich budowy i mechanizmów odkształcania. Badania prowadzone za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały, że nanokrystaliczne materiały są zbudowane z małych krystalitów o zróżnicowanej orientacji krystalograficznej, oddzielonych od siebie szerokokątowymi granicami ziaren, w których są obserwowane pustki (rys. 1). Pustki te były wyraźnie większe w miejscach styku trzech ziaren, tzw. triple junction. Ze względu na istotny wzrost udziału granic ziaren (rys. 2) wraz ze zmniejszaniem się wielkości ziaren oraz mniejszą gęstość atomową w porównaniu z ziarnami, najczęstszym modelem struktury nanomateriałów jest model dwufazowy składający się fazy wewnętrznej ziarna i fazy granicy ziarna (rys. 3). Jednym z wyjaśnień zjawiska zmniejszenia twardości nanomateriałów jest zwiększenie w budowie nanomateriału udziału granic ziaren (rys. 2), których gęstość jest znacznie mniejsza niż gęstość ziaren oraz odmienne mechanizmy odkształcania. Badania doświadczalne, symulacje dynamiki molekularnej oraz modele odkształcenia nanokrystalicznych materiałów wykazały, że odkształcanie nanomateriałów przebiega na skutek poślizgu wzdłuż granic ziaren, dyfuzji po granicy ziaren, dyfuzji w ziarnach, rotacji ziaren, powstania pasm ścinania, generowania dyslokacji przez granice ziaren, mechanicznego bliźniakowania, a także w wyniku ruchu dyslokacji wewnątrz ziaren, z tym, że ten ostatni mechanizm zanika wraz ze zmniejszaniem się wielkości krystalitów.
EN
Nanomaterials are nowadays very important group of materials which are used in most branches of industry. The investigations of the strength of nanomaterials showed that the Hall-Petch law is not valid in the same form for the whole range from 1 to 100 nm. When the grain size falls below the critical size the effect of decrease of strength (softening) is observed. Therefore, many studies were performed to learn their structure and deformation mechanisms. Investigation performed by means of high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) showed that nanocrystalline materials consist of small crystallites of different crystallographic orientations separated by the grain boundaries of large angle type, which consists of pores (Fig. 1). These pores have bigger size at triple junctions. Due to low atomic density of grain boundary and an increase of grain boundary fraction with decrease of grain size (Fig. 2), the most frequent model of nanomaterials structure is two-phase model which consists of the grain interior phase and the grain boundary phase (Fig. 3). One of the explanation of the softening effect of the nanostructured materials is the increase of fraction of grain boundary (Fig. 2), whose density and strength is lower than those of grains. Another explanation says that the softening effect is due to deformation mechanisms that are different from those present in their coarse-grained counterparts. Experimental investigations, molecular dynamic simulation and many models showed that deformation of nanocrystalline materials develops via grain boundary sliding, grain boundary diffusion, shear-band formation, mechanical twinning, dislocation climb, rotation at triple junctions, grain-boundary dislocation creation and annihilation and also via dislocation motion inside grain.
4
Content available Obciążenie kawitacyjne na stanowisku z szczelinowym wzbudnikiem kawitacji
Krella A., Steller J.
Problemy Eksploatacji
|
2010
|
nr 1
71-82
PL
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów impulsów kawitacyjnych na stanowisku ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Pomiary przeprowadzono z użyciem przetworników ciśnienia firm Kistler oraz PCB Piezotronics przy różnym ciśnieniu przed komorą kawitacyjną. Zauważono, że rodzaj czujnika ma istotny wpływ na wyniki rejestracji impulsów kawitacyjnych.
EN
The results of cavitation pulses measurement by means of commercial piezoelectric sensors in a tunnel with a barricade-counterbarricade cavitator system are compared. The observed discrepancy in results is explained in terms of different characteristics of the measurement tracks with Kistler 603B and PCB S113B22 sensors, including their resonance frequency and signal rise time and the transfer band of the signal conditioning system. While further studies aimed at increasing the compatibility of experimental results are highly recommended, it is also emphasised that all data used for the purposes of developing the fractional cavitation resistance assessment method should always stem from a single and strictly specified measurement system.
5
Content available Badania obciążenia kawitacyjnego na stanowisku wibracyjnym ze spoczywającą próbką
Chmiel J., Janicki W., Krella A., Steller J.
Problemy Eksploatacji
|
2010
|
nr 1
91-100
PL
Przedstawiono wyniki bezpośrednich badań obciążeń kawitacyjnych na stanowisku wibracyjnym ze spoczywająca próbką w laboratorium Instytutu Inżynierii Transportu Akademii Morskiej w Szczecinie. Dokonano oceny możliwości stosowania stanowiska ze spoczywającą próbką w badaniach zużycia erozyjno-kawitacyjnego i korozyjno-kawitacyjnego.
EN
This paper presents the research results on the examination of cavitational load on a vibration rig with a fixed sample at the Institute of Transport Engineering (Maritime University Szczecin). The usability of this rig for the examination of the cavitation-corrosion complex processes are tested and confirmed.
6
The resistance of TiN coating to cavitation action
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2010
|
Vol. 31, nr 5
1353-1357
EN
A series of cavitation erosion tests were carried out to investigate the resistance of the TiN coatings to cavitation action. The TiN coatings were deposited at various deposition parameters on austenitic stainless steel, X6CrNiTi18-10, and with various thickness by means of the cathodic arc evaporation method (ARC PVD). Investigations were performed in a cavitation tunnel with a slot cavitator. The estimated cavitation resistance parameters were the incubation period and the mass loss. The investigations show that hardness, Young's modulus, adhesion and coating thickness have an influence on coating endurance to cavitation degradation. The obtained parameter HźLC2/E.h1/2 shows very good fitting to date points (R2 = 0.97). With the increase of the new parameter the mass loss decreases indicating a continuous improvement in the cavitation erosion resistance.
PL
Przeprowadzono serię badań odporności kawitacyjnej powłok TiN wytworzonych metodą katodowego odparowania łukowego PVD (ARC PVD). Powłoki osadzane były na stal austenityczną X6CrNiTi18-10 przy zmiennych parametrach i zróżnicowanych grubościach. Badania przeprowadzono w tunelu kawitacyjnym ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Odporność kawitacyjną powłok TiN oceniano na podstawie długości okresu inkubacyjnego i całkowitych ubytków masy. Badania wykazały, że zarówno twardość, moduł Younga, adhezja, jak i grubość powłok TiN, ma wpływ na ich wytrzymałość na niszczenie kawitacyjne. Uzyskany parametr HźLC2/E.h1/2 wykazuje bardzo dobrą zgodność z danymi doświadczalnymi dla całkowi- tych ubytków masy (R2 = 0,97). Wraz ze wzrostem wartości tego parametru następuje stały spadek ubytków masy, świadczący o wzroście odporności kawitacyjnej badanych powłok.
7
Kryterium oceny wytrzymałości powłok PVD na udarowe obciążenia
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2010
|
Vol. 31, nr 4
1046-1052
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych odporności kawitacyjnej powłok TiN i Cr-N. Badania przeprowadzono na stanowisku ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Dokonano analizy niszczenia twardych powłok na podstawie obserwacji mikroskopowych i znajomości zjawiska kawitacji. Wytypowano własności powłok mające kluczowe znaczenie w procesie degradacji powłok w warunkach powtarzających się, lokalnych i dynamicznych obciążeń. Zaproponowano parametr wytrzymałościowy, który łączy wszystkie kluczowe własności. Uzyskany parametr wykazuje bardzo dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi. Wzrostowi wartości tego parametru towarzyszy systematyczny spadek ubytków masy w testach kawitacyjnych.
EN
The article shows the results of cavitation erosion tests of TiN and Cr-N coatings. Tests were performed at cavitation chamber with a system of barricade. Analysis of degradation mechanism of hard coatings based on microscopic observation and knowledge of cavitation phenomena was made. The key properties of the TiN and the Cr-N coatings responsible on resistance against cavitation were appointed. The new resistance parameter for hard coatings against cyclic local and dynamic loading was proposed. The increase of the new parameter indicates a continuous improvement in the erosion resistance of the TiN and the Cr-N coatings.
8
Content available remote The experimental resistance parameter for TiN coating to cavitation action
Krella A.
Advances in Materials Science
|
2010
|
Vol. 10, nr 1(23)
4-18
EN
A series of cavitation erosion tests were carried out to investigate the resistance of the TiN coatings to cavitation action. The TiN coatings were deposited at various deposition parameters on austenitic stainless steel, X6CrNiTi18-10, and with various thickness by means of the cathodic arc evaporation method (ARC PVD). Investigations were performed in a cavitation tunnel with a slot cavitator. The investigations show that hardness, Young’s modulus, adhesion and coating thickness have an influence on coating endurance to cavitation degradation. The obtained parameter H•LC2/E•h1/2 shows very good fitting to date points (R2=0.96). With the increase of the H•LC2/E•h1/2 parameter the mass loss decreases indicating a continuous improvement in the cavitation erosion resistance.
9
Content available remote Cavitation degradation model of hard thin pvd coatings
Krella A.
Advances in Materials Science
|
2010
|
Vol. 10, nr 3(25)
27-36
EN
A cavitation degradation process and fatigue phenomenon were described. Similarly to fatigue phenomenon, cavitation pulses division into three fractions was suggested. The action of each fraction was respectively compared to low-cycle fatigue, high-cycle fatigue and low-amplitude fatigue. The action of each fraction was described separately. Detailed analysis of the influence of each fraction on the degradation process shows that besides mechanical loading also thermal loading occurs. The cavitation erosion is assumed to be the sum of degradation of each fraction. Thus, the model of PVD coatings degradation under action of cavitation pulses include variable-amplitude and variable-temperature fatigue.
10
Degradacja powłok TiN w warunkach kawitacji
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2009
|
Vol. 30, nr 4
245-248
PL
Powłoki TiN są obecnie najszerzej stosowanymi powłokami w przemyśle. Znajdują one zastosowanie jako powłoki ochronne z powodu bardzo dobrej wytrzymałości oraz wysokiej twardości. Własności te są szczególnie ważne przy dynamicznych i udarowych obciążeniach, które często występują w maszynach przemysłowych. Badania odporności powłok TiN na hydroabrazję, kawitację, czy wytrzymałość zmęczeniową potwierdziły ich dobrą odporność na dynamiczne, udarowe obciążenia. Celem niniejszej pracy była analiza degradacji nanokrystalicznych powłok TiN osadzonych na stali austenitycznej X6CrNiTi18-10 metodą katodowego odparowania łukowego w warunkach niszczenia kawitacyjnego. W pracy na podstawie badań doświadczalnych przedstawiono koncepcję mechanizmu niszczenia kawitacyjnego twardych powłok TiN osadzonych na stali austenitycznej. Badania przeprowadzono na stanowisku ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Analizę degradacji powłok TiN przeprowadzono na podstawie obserwacji na skaningowym mikroskopie elektronowym. W początkowym etapie degradacji zaobserwowano pofalowanie powłoki TiN, które było efektem dopasowania się powłoki do odkształconego podłoża. Odkształcenie plastyczne powłoki TiN następowało poprzez poślizg po granicy ziaren/krystalitów. Pierwsze pęknięcia kohezyjne powłok zaobserwowano na szczytach pofalowań przy wgłębieniach po usuniętych mikrokroplach Ti(N), gdzie skokowo zmniejszała się grubość i wytrzymałość powłoki. Mikropęknięcia powiększały się, migrując poprzez następne miejsca nieciągłości powłoki, prowadząc do rozwoju mikropęknięć w adhezyjne, a następnie do wykruszeń powłoki. Następnym charakterystycznym miejscem powstawania pęknięć były "doliny" wzniesień, gdzie dochodziło do delaminacji powłoki. Pęknięcia na zboczu pofalowanej powłoki powstały prawdopodobnie w trakcie dopasowywania się twardej powłoki do miękkiego, odkształconego podłoża na skutek poślizgu wzdłuż granic ziaren.
EN
TiN coatings are today the most common coatings used in industry. They are employed as protective coatings due to their high endurance and hardness. These properties are especially important in dynamic and impact loading, that occurs very often in industrial machinery. Their cavitation and slurry resistance, impact wear and fatigue re- sistance have proved their high endurance to dynamic and impact loading. The purpose of this work is to analyse the degradation of TiN nanocrys- talline coatings deposited on austenitic stainless steel X10CrNiTi18-10 by cathodic arc evaporation under cavitation action. The present idea of degradation mechanism of the TiN coatings is based on experimental investigation. Investigations were performed in a cavitation tunnel with a system of barricades. Analyse of the TiN coatings degradation was per- formed using the scanning electron microscope (SEM). In initial stage of degradation the TiN coatings underwent undulation, which was the effect of the adjustment of the hard coatings to the deformed substrate. Deformation of the TiN coatings occurred as a result of grain boundary sliding process. The first cohesive failures were initiated on the top of the micro-folding at concave traces of post-Ti(N) micro-droplets, where the coating thickness and endurance lessened suddenly. Microcracks developed along the top by migrating through discontinuous spots (coating defects) leading to adhesive failure and to detachment of coating particles in a brittle manner. Next place of cracks initiation was the bottom of micro-folds, where likely the delamination occurred. The cohesive failure observed on the side of micro-folds arose likely as a result of grain boundary sliding due to adjustment of the hard coatings to the deformed soft substrate.
11
Content available remote Cavitation Resistance of TiN Nanocrystalline Coatings with Various Thickness
Krella A.
Advances in Materials Science
|
2009
|
Vol. 9, nr 2(20)
12-24
EN
TiN nanocrystalline coatings of various thicknesses deposited on austenitic stainless steel, X6CrNiTi18-10, by means of the cathodic arc evaporation method were investigated in a cavitation tunnel with a slot cavitator. The estimated cavitation resistance parameters of the coatings were the incubation period and total mass loss. It was found that the incubation periods of the 4 ěm and 7.8 ěm-thick TiN coatings were over two and half times longer than that of the uncoated X6CrNiTi 18-10 steel and the total mass losses of these coatings were approximately half lower than of the uncoated specimen. The scanning electron microscope analysis indicated that the damage process of the TiN-4 coating originates from the micro-folding and coating fracture arises on the top of the micro-folds, whiles the TiN-8 and TiN-12 coatings were removed in the form of thin flakes. The factors mainly responsible for cavitation resistance of the TiN coatings are ability to plastic deformation of the coating and coating adhesion.
12
Content available The influence of nanostructure coatings deposition on cavitation resistance of X6CrNiTi18-10 stainless steel
Krella A., Czyżniewski A.
Problemy Eksploatacji
|
2007
|
nr 4
167-174
EN
The results of the cavitation erosion resistance of nanostructure TiN, CrN and WC/a:C-H coatings deposited on X6CrNiTi18-10 stainless steel by means of PVD method are shown. The tests of cavitation resistance were performed in a cavitation tunnel with a barricade system. It was noticed that the deposition of TiN and CrN nanocrystalline coatings has improved the cavitation resistance of X6CrNiTi18-10 stainless steel while the deposition of WC/a:C-H nanocomposite coating has decreased the cavitation resistance. The high adhesion and good plastic deformation abilities of coatings are very important to assure the high cavitation resistance of the austenitic steel-hard coating system.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań kawitacyjnych powłok TiN, CrN oraz WC/a:C-H osadzonych metodą PVD na stali X6CrNiTi18-10. Uzyskano, że nanokrystaliczne powłoki TiN oraz CrN poprawiły odporność kawitacyjną, natomiast nanokompozytowa powłoka WC/a:C-H spowodowała pogorszenie odporności kawitacyjnej. Przeprowadzone badania wykazały, iż wysoka adhezja i dobre własności plastyczne są istotnymi własnościami powłok, przeznaczonymi dla ochrony materiałów przed erozją kawitacyjną.
13
Content available Ocena odporności kawitacyjnej materiałów metodą frakcyjną
Steller J., Krella A.
Problemy Eksploatacji
|
2006
|
nr 1
209-223
PL
Przedstawiono koncepcję frakcyjnej odporności kawitacyjnej materiałów, a także podstawowe zasady wyznaczania odporności kawitacyjnej materiału na poszczególne frakcje obciążenia kawitacyjnego, prognozowania krzywych erozyjnych przy zadanym obciążeniu oraz odtwarzania tego obciążenia na podstawie krzywych erozyjnych materiałów wzorcowych. Rozważania te zilustrowano wynikami analizy krzywych erozyjnych stopu aluminium (PA2) oraz żelaza Armco (E04) uzyskanych w tunelu ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Wyniki analizy wskazują jednoznacznie na prawidłowe funkcjonowanie opracowanego oprogramowania.
EN
The paper presents the concept of fractional resistance of materials, including some basic principles of determining material resistance to individual cavitation load fractions, prediction of erosion curves under predetermined cavitation load and retrieval of his load basing on errosion curves of some reference materials. The consideration is illustrated by results of analysing aluminium alloy (PA2) and Armco iron (E04) erosion curves determined in a cavitation tunnel with a slot-type cavitator. The results attained prove unambiguously correct functioning of the software developed.
14
Content available Niszczenie kawitacyjne nanokrystalicznej powłoki TiN wytworzonej na stali austenitycznej 1H18N9T
Krella A., Czyżniewski A.
Problemy Eksploatacji
|
2006
|
nr 1
63-70
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań kawitacyjnych powłoki TiN wytworzonej na stali austenitycznej 1H18N9T metodą katodowego odparowania łukowego (ARC). Ocenę odporności kawitacyjnej powłoki TiN przeprowadzano w oparciu o badania na stanowisku przepływowym ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Stwierdzono, że okres inkubacji uszkodzeń powłoki TiN jest o ok. 100% dłuższy niż w przypadku nie pokrytej stali 1H18N9T. Analiza z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej wskazuje, że proces niszczenia powłoki TiN następuje głównie w wyniku jej delaminacji.
EN
Results of investigation on cavitation erosion resistance of TiN coating deposited on stainless steel 1H18N9T by means of the cathodic arc method are presented. The evaluation of TiN coating resistance to cavitation erosion is based on the investigation performed in a cavitation tunnel with a slot cavitator and tap water as a medium. It has been confirmed that the incubation period of the TiN coating damage is approximately 100% longer than that of the uncoated steel. The scanning microscope analysis indicates that the damage of TiN coating is due mainly to its delamination.
15
Content available Badania doświadczalne erozji wybranych materiałów w zależności od obciążenia kawitacyjnego
Krella A., Steller J.
Problemy Eksploatacji
|
2006
|
nr 1
189-198
PL
Podsumowano wyniki badań własnych i obcych dotyczących związku między erozją materiału a jego obciążeniem kawitacyjnym oraz własnościami mechanicznymi. Wskazano, że miarą obciążenia kawitacyjnego może być strumień energii dostarczanej do jednostkowej powierzchni materiału przez implodujące pęcherzyki i wiry kawitacyjne, wyznaczany poprzez obróbkę cyfrową sygnału uzyskiwanego z czujników ciśnienia umieszczonych w strefie kawitacyjnej. Z uwagi na jakościowe zróżnicowanie przebiegu erozji w zależności od struktury materiału i obciążenia kawitacyjnego, pożądane jest jednak prognozowanie tego zjawiska w oparciu o wcześniej wyznaczoną odporność materiału na poszczególne frakcje amplitudowe rozkładu impulsów kawitacyjnych. Podano podstawowe informacje o stanowisku laboratoryjnym i technice pomiarowej służącej do uzyskania niezbędnych w tym celu danych doświadczalnych. Przedstawiono interpretację fizyczną oddziaływania wybranych frakcji na próbki żelaza E04 (Armco) i stopu PA2 (aluminium).
EN
The results of research on correlation between erosion of materials, their cavitation load and some mechanical properties as performed by the authors of this and other papers are summarised. It is indicated that the cavitation load may be evaluated using the flux of energy transferred to a unit material surface by collapsing cavitation bubbles and vortices. This flux of energy can be determined in results of digital processing of the signal delivered by pressure pick-ups located within the cavitation zone. However, due to qualitative differentiation between erosion course depending on material structure and cavitation load, it is advisable to predict this phenomenon basing on the previously determined material resistance to the individual amplitude fractions of cavitation pulses distribution. Basic information on laboratory rig and experimental technique applied in order to acquire the necessary data is given.
16
Wytwarzanie i właściwości powłok TiN i CrN w zastosowaniu do ograniczenia zużycia elementów maszyn przez kawitację
Czyżniewski A., Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2006
|
Vol. 27, nr 3
360-363
PL
W pracy opisano urządzenie oraz przedstawiono procedury wytwarzania powłok TiN i CrN, metodami impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego (MAG) oraz katodowego odparowania łukowego (ARC), na stali X6CrNiTi18-10, która jest często wykorzystywana do wytwarzania elementów maszyn narażonych na zużycie przez kawitacje. Scharakteryzowano skład chemiczny, strukturę, mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne i adhezje powłok. Badania odporności na zużycie przez kawitacje stali X6CrNiTi18-10 oraz wytworzonych na niej powłok TiN i CrN przeprowadzono na stanowisku przepływowym ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji i wodą wodociągową jako czynnikiem roboczym. Stwierdzono, że w zależności od rodzaju powłoki, okres inkubacji ich uszkodzeń, a także zużycie mogą być do 100 % mniejsze niż stali niepokrytej. Analiza z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej wskazuje, że proces niszczenia powłok przez kawitacje następuje głównie w wyniku ich pękania i wykruszania, spowodowanych w znacznym stopniu odkształceniem plastycznym podłoża. Jak należało oczekiwać, głównymi czynnikami determinującymi odporność systemu twarda powłoka-podłoże na zużycie przez kawitacje, są adhezja i twardość powłoki oraz twardość podłoża.
EN
An equipment and methods for TiN and CrN deposition by pulse reactive magnetron sputtering (MAG) and cathodic arc evaporation (ARC) on X6CrNiTi18-10 steel, often used for manufacturing the machine elements exposed to a risk of cavitation wear, are presented in this work. Chemical composition, structure, microstructure and mechanical properties of coatings are characterized (Tab. 2 and 3, Fig. 3). Experimental investigations on the resistance of X6CrNiTi18-10 steel with TiN and CrN coatings to cavitation wear were carried out on a flow stand with a slotted cavitator using municipal water as a working medium. It was found that depending on a type of coatings the period of incubation of wear and total wear maybe to 100 % lower than uncoated steel (Fig. 4) An analysis using the scanning electron microscopy revealed that the process of coatings failure due to cavitation was affected by their cracks and followed by chipping, which was mainly caused by plastic deformation of substrate (Fig. 6). It was to expect, that the very important factors determined cavitation wear resistance of hard coating/substrate system are hardness and adhesion of coating and hardness of substrate.
17
Wpływ obciążenia kawitacyjnego na niszczenie miedzi
Krella A.
Inżynieria Materiałowa
|
2005
|
Vol. 26, nr 2
73-77
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań erozyjnych miedzi M1E poddanej działaniu kawitacji o różnej intensywności na stanowisku z szczelinowym wzbudnikiem kawitacji (rys. 1) do badań kawitacji przepływowej. Zaprezentowano sposób wyznaczenia intensywności kawitacji na podstawie zarejestrowanych impulsów, a także przedstawiono wpływ intensywności kawitacji na szybkość erozji i degradację materiału. Zmierzono impulsy kawitacyjne w różnych strefach obłoku kawitacyjnego i przy różnych warunkach przepływowych. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem odległości od górnego wzbudnika kawitacji maleje liczba impulsów wysokoamplitudowych (rys. 2). W odległości około 40 mm od górnego wzbudnika zarejestrowano tylko impulsy niskoamplitudowe o amplitudzie nie przekraczającej 2 MPa. Następnie korzystając ze wzoru (2) wyznaczono gęstość strumienia energii, którą interpretowano jako intensywność kawitacji. Otrzymane wartości intensywności kawitacji w poszczególnych strefach obłoku kawitacyjnego przedstawiono w tab. 2. Przeprowadzono testy kawitacyjne miedzi M1E. Stwierdzono, że wielkość ubytków materiału jest zależna od intensywności kawitacji J (rys. 3), podobnie jak szybkość erozji (rys.4). Powyżej wartości około 7=10 mW/m2 następowała przyspieszona degradacja materiału, natomiast poniżej ubytki masy i szybkości erozji były porównywalne. Zauważono, że średnia głębokość wnikania erozji jest funkcją wykładniczą intensywności kawitacji (rys. 5). Erozja miedzi M1E rozpoczyna się od uruchomienia najpierw systemów łatwego poślizgu, a następnie pozostałych systemów poślizgu powodując powstanie przecinających się pasm poślizgu. Dalsze dostarczanie energii od implodujących pęcherzyków w pobliżu materiału prowadzi do odkształceń plastycznych eksponowanej powierzchni, generowania mikropęknięć a następnie ich rozwoju i ostatecznie do odrywania się mocno odkształconych fragmentów warstwy wierzchniej.
EN
Results of erosion tests of M1E copper subjected to cavitation of various intensity in a cavitation tunnel with slot cavitator used for flow cavitation investigations are presented (Fig. 1). A method of determining cavitation intensity basing on the recorded pulses, and the influence of cavitation intensity on erosion rate and material degradation are discussed. First, cavitation pulses in different zones of cavitation impingement and under various flow conditions were measured. A decrease of the number of high-pressure cavitation pulses with rising distance from the upper barricade has been stated (Fig. 2). At 40 mm distance from the upper barricade only low-pressure pulses of amplitude lower than 2 MPa have been identified. Then, the energy flux density J, interpreted later on as cavitation intensity, was determined by means of formula (2). The values of cavitation intensity in different zones of cavitation impingement are shown in table 2. Next, cavitation tests of M1E copper were carried out. The mass loss and erosion rate have been found to correlate well with cavitation intensity J (Fig. 3, 4). At cavitation intensity exceeding the value of J=10 mW/m2 the accelerated degradation of material has been stated; whereas comparable mass loss and erosion rate were have been attained at lower intensities. It can be seen that the mean depth of erosion penetration is an exponential function of cavitation intensity (Fig. 5). Erosion of copper starts from activating the easy slip systems. Then the other slip systems are activated causing the rise of crossing slip bands. Further delivery of energy from the imploding bubbles to the material leads to plastic deformation the exposed surface, generation and development of microcracks, and finally, to detachment of the substantially deformed fragments of the surface layer.
18
Incubation period in cavitation erosion of the aluminium-magnesium alloy PA2.
Krella A., Zieliński A., Jezierska E.
Inżynieria Materiałowa
|
2001
|
R. XXII, nr 4
490-493
EN
The cavitation erosion can cause different damage of material, depending on cavitation intensity. Here the relationships between cavitation intensity and changes in microstructure of aluminium-magnesium alloy are presented.
PL
Erozja kawitacyjna powoduje różne uszkodzenia materiału w zależności od intensywności kawitacji. W artykule przedstawiono zależności między intensywnością kawitacji a zmianami mikrostruktury badanego materiału.
19
Cavitation erosion of the Armco iron (E04).
Krella A., Zieliński A., Głowacka M.
Inżynieria Materiałowa
|
2001
|
R. XXII, nr 4
486-489
PL
Kawitacja powoduje różne uszkodzenia materiału w zależności od intensywności kawitacji. W artykule przedstawiono badania zależności między intensywnością kawitacji a zmianami mikrostruktury żelaza Armco. Obserwowano spadek mikrotwardości w początkowym okresie inkubacji, a następnie wzrost mikrotwardości. Efekty te przypisano zmianom struktury warstwy wierzchniej pod wpływem kawitacji.
EN
The cavitation can cause different damage in material depending on its intensity. In the presented paper the relationships between cavitation intensity and changes in the Armco iron microstructure were investigated. The initial decrease of microhardness followed by its increase was observed at the beginning of incubation period of cavitation process. The observed effects were attributed to the changes in intrinsic structure of surface layer due to the cavitation process.
20
Content available remote Characteristics of the incubation period of the cavitation erosion of aluminium-magnesium alloy PA2
Krella A., Zieliński A.
Advances in Materials Science
|
2001
|
Vol. 1, nr 1(1)
62-73
EN
The cavitation attack can cause various damages of the material, depending on cavitation intensity. Herein the relationships between cavitation intensity and the changes of microstructure of aluminium-magnesium alloy are presented. Correlation between energy flux density and mass erosion rate is de-scribed by simple empirical mathematical expression: ER = 1E - 05 J 2 + 0,0005 J, where: J - energy flux density, ER - cavitation erosion rate. Here it is shown that for the intensity of cavitation J<2 mW/m2 the duration of the incubation period is invariable, while at the cavitation intensity J>1 mW/m2 its duration decreases with increasing energy flux density J.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.