Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characterization of Long-Term Corrosion Performance of Ti15Mo Alloy in Saline Solution

Szklarska M., Łosiewicz B., Dercz G., Zubko M., Albrecht R., Stróż D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 2

773--778

EN

The Ti15Mo alloy has been studied towards long-term corrosion performance in saline solution at 37°C using electrochemical impedance spectroscopy. The physical and chemical characterization of the material were also investigated. The as-received Ti15Mo alloy exhibits a single β-phase structure. The thickness of single-layer structured oxide presented on its surface is ~4 nm. Impedance measurements revealed that the Ti15Mo alloy is characterized by spontaneous passivation in the solution containing chloride ions and formation of a double-layer structured oxide composed of a dense interlayer being the barrier layer against corrosion and porous outer layer. The thi ckness of this oxide layer, estimated based on the impedance data increases up to ~6 nm during 78 days of exposure. The obs erved fall in value of the log|Z|f=0.01 Hz indicates a decrease in pitting corrosion resistance of Ti15Mo alloy in saline solution along with the immersion time. The detailed EIS study on the kinetics and mechanism of corrosion process and the capacitive behavior of the Ti15Mo electrode | passive layer | saline solution system was based on the concept of equivalent electrical circuit with respect to the physical meaning of the applied circuit elements. Potentiodynamic studies up to 9 V vs. SCE and SEM analysis show no presence of pitting corrosion what indicates that the Ti15Mo alloy is promising biomaterial to long-term medical applications.

2

Microstructural characterization of creep in the single crystal superalloy CMSX–4

Albrecht R., Bogdanowicz W., Gancarczyk K., Rak J., Sieniawski J., Kubiak K., Lelątko J.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 1

15--19

EN

Blades and vanes structural components of turbine engines are processed to withstand high temperature during loading conditions of service, fulfilling high standards of quality control and safety for effective use. Therefore, characterization of mechanical properties, such as creep behaviour, are necessary for appropriate control procedures on prediction of exploitation lifetime. The materials mostly used in manufacturing of these components are single crystal nickel-base superalloys. Creep behaviour characterization, composed of creep-rupture tests, were performed on a single crystal rods made of CMSX–4 superalloy obtained at a withdrawal rate of 3 and 5 mm/min. Cylindrical rods were directly solidified in the [001] direction in an ALD Vacuum Technologies investment casting furnace (VIM-IC 2). Then, prepared specimens were tested in tensile creep under constant stress of 248 MPa at a temperature of 982°C. The longitudinal and cross sections from tested samples, were characterized by TEM and X-ray diffraction methods. It was found that all samples showed a similar rupture mechanism. The electron backscatter diffraction (EBSD) measurements showed that octahedral and cubic slip systems were present however, the critical stress was present on {111} planes. It was observed that the cubic slip has the highest calculated Schmid factor along the dendrite cores while the octahedral slip occurs through entire sample volume. Samples obtained at 5 mm/min possess a visible widening of coherent scattering regions as shown in inverse pole figures. The reason of these changes is the fact that higher rate has the greatest probability of creating small angle boundaries, often occurring in the interdendritic channels.

PL

Monokrystaliczne odlewy nadstopu niklu CMSX–4 stosuje się na najbardziej wytężone elementy silnika odrzutowego, takie jak łopatki turbiny wysokiego ciśnienia. Musza one charakteryzować się dużą żarowytrzymałością oraz żaroodpornością. Dlatego jest ważne precyzyjne określenie wpływu zjawiska pełzania na strukturę tego materiału w zależności od warunków jego wytwarzania. Celem pracy było scharakteryzowanie zmian strukturalnych oraz określenie wytrzymałości na pełzanie monokrystalicznych odlewów otrzymanych z prędkościami wyciągania formy wynoszącymi 3 oraz 5 mm/min.

3

Sposób oceny doskonałości struktury krystalicznej monokrystalicznych odlewów łopatek z nadstopu niklu CMSX-4

Gancarczyk K., Albrecht R., Olesch Ch., Kubiak K., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

356--362

PL

W pracy przedstawiono ocenę doskonałości struktury krystalicznej monokrystalicznych odlewów łopatek turbiny wysokiego ciśnienia silnika lotniczego w stanie lanym oraz po obróbce cieplnej. Odlewy wytworzono z nadstopu niklu CMSX-4 metodą Bridgmana z prędkością wyciągania formy 3 i 5 mm/min. Podstawą oceny doskonałości struktury krystalicznej odlewów była analiza wyników pomiarów kąta odchylenia α pomiędzy kierunkiem wyciągania i kierunkiem krystalograficznym [001] w danej objętości odlewu łopatki. Stosowano zmodyfikowaną metodę dyfrakcji rentgenowskiej Ω-scan do wyznaczania orientacji krystalicznej monokryształów za pomocą zaprojektowanego i wykonanego dyfraktometru firmy EFG. Metoda ta umożliwia wyznaczanie orientacji krystalicznej poszczególnych obszarów powierzchni pióra i zamka odlewu monokrystalicznego łopatki z dokładnością ±0,01°. Analiza uzyskanych wyników badań wskazuje, że zwiększenie prędkości wyciągania z 3 do 5 mm/min prowadzi do zmniejszenia średniej wartości kąta odchylenia α od około 6,5 do 4°. Stwierdzono jednocześnie, że różnica wartości kąta α dla prędkości wyciągania 3 i 5 mm/min jest zbliżona. Jednocześnie wykazano, że obróbka cieplna odlewów (przesycanie i starzenie) prowadzi do zwiększenia średniej wartości kąta odchylenia α dla prędkości 3 i 5 mm/min odpowiednio do około 8,5 i 6,5°. Stwierdzono także, że rozkład wartości kąta α będący miarą niejednorodności orientacji zmniejsza się dla prędkości wyciągania 3 i 5 mm/min odpowiednio do 1,8 i 1,6°.

EN

The paper presents novel method for crystal perfection investigation in single crystal turbine blades both as-cast and after heat treatment. The castings were made of CMSX-4 superalloy and cast by the Bridgman method at the withdrawal rate of 3 and 5 mm/min. Evaluation of crystal perfection was based on measurements of α angle — the angle between crystallographic growth direction [001] and the main axis of the blade z. The investigation was conducted with the use of X-ray diffraction method called Ω-scan, utilizing prototype OD-EFG diffractometer invented by EFG company (Berlin). The apparatus enables determination of the crystal orientation in the root and airfoil of turbine blade made of nickel based superalloys. The size of the measuring spot was about approx. 2 mm2 and by this size, the orientation of whole surface of turbine blade can be mapped with an accuracy of ±0.01°. It was found that increase of withdrawal rate from 3 to 5 mm/min caused a reduction in the average value of α angle from 6.5 to 4°. The scatter of α angle for both withdrawal rates is similar. Heat treatment of casting resulted in an increase of α angle to 8.5° for withdrawal rate 3 mm/min and 6.5° for 5 mm/min. The scatter of orientation decreased to 1.8 and 1.6° respectively.

4

The Effect of Superalloy Structure on Ultrasonic Wave Parameters

Nawrocki J., Gancarczyk K., Manaj W., Albrecht R., Cygan R., Krupa K.

Fatigue of Aircraft Structures

|

2015

|

Iss. 7

61--65

EN

This paper analyses the nickel based superalloy Inconel 713C casts typically used in high and low pressure turbines of aircraft engines. The ingots were manufactured in the Research and Development Laboratory for Aerospace Materials at the Rzeszów University of Technology. The superalloy structures were analysed by the following methods: X-ray diffraction orientation measurement and ultrasonic wave propagation. Ultrasonic techniques are mainly used to measure the blade wall’s thickness. Measurement accuracy is determined by the velocity of the ultrasonic wave in the material tested. This work evaluates the effect of the nickel-based superalloy microstructure on the velocity of the ultrasonic wave propagation. Three different macrostructures: equiax (EQ), directionally solidified (DS) and single crystal (SX) were analysed. The authors determined the crystal misorientation in the obtained casts as the deviation of [001] crystallographic direction from the withdrawal axis or the main axis of the ingots. The measurements performed allowed researchers to identify significant differences in the wave velocity between EQ, DS and SX structures.

5

Structure of single-crystalline turbine blades grown from CMSX-4 superalloy

Lelątko J., Bogdanowicz W., Dercz G., Albrecht R., Rak J., Sieniawski J., Stróż D.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

317--319

EN

Nickel-based single-crystal superalloys are widely used for production of high pressure turbine blades. The studied blades were obtained in an ALD Vacuum Technologies fumace by the Bridgman technique. Crystallization process was carried out with withdraw rates of 1 mm/min, 3 mm/min and 5 mm/min. High withdraw rate of crystallization can lead to formation many different type of defects such as freckles or high and low angle boundaries, presence of other phases which may be inﬂuenced by subsequent thennal treatment. The dendrite microstructure based on the y/y' phases and they defects was characterized using X-ray topography, Laue diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy. The phase and microstructure were analyzed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. It was found that crystal orientation, lattice parameter of y' phase, concentration of defects and the quantity of y + y' eutectic structure are correlated with withdraw rate of single crystal of the superalloy. The defect concentration increase in some areas which was the result of deviation of primary dendrite arm from crystallization direction. Increase of the crystallization rate from 3 to 5 mm/min results in increase of the direction deviation of the blade axis from <001> direction from 7 to 18 angular degrees. Also, the change of the phase composition was observed. Apart from y and y' the Ni6AlTa phase was identiﬁed. The quantity of this phase increases with increasing withdraw rates of blades. The changes in defect structure, deviation direction and phase composition with the withdraw rates of single-crystal CMSX-4 will inﬂuence the turbine blades quality.

PL

Monokrystaliczne nadstopy niklu są używane do wytwarzania wysokociśnieniowych łopatek turbin. Badane w prezentowanej pracy łopatki wytworzono metodą Bridgemana. Proces krystalizacji prowadzono przy szybkości wyciągania 1 mm/min, 3 mm/min i 5 mm/min. Szybkość krystalizacji bezpośrednio wpływa na liczbę tworzących się dyslokacji, na granice nisko- i szerokokątowe oraz obecność innych faz. Struktura dendrytyczna złożona z faz y i y' i struktura defektowa były charakteryzowane za pomocą topograﬁi rentgenowskiej, dyfrakcji Lauego, mikroskopu świetlnego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Skład fazowy i mikrostrukturę nadstopu niklu badano, używając rentgenowskiej analizy fazowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono, że orientacja monokryształu, parametr sieci krystalicznej fazy y', koncentracja defektów i ilość eutektyki y + y' silnie zależą od szybkości wyciągania łopatek z nadstopu niklu. Koncentracja defektów, W niektórych obszarach zwiększa się jako wynik odchylenia kierunku wzrostu pierwotnych dendrytów od kierunku krystalizacji. Zwiększenie szybkości krystalizacji z 3 mm/min do 5 mm/min powoduje zwiększenie kąta odchylenia osi łopatki od kierunku krystalizacji <001> z 7 do 18 stopni kątowych. Równocześnie obserwowano zmiany składu fazowego nadstopu. Oprócz faz y i y' identyﬁkowano fazę Ni6AlTa. Ilość tej fazy zwiększa się wraz ze wzrostem szybkości wyciągania łopatek. Zmiany w strukturze defektów, wielkości kąta odchylenia kierunku krystalizacji oraz składu fazowego uwarunkowane szybkością wyciągania monokrystalicznych nadstopów CMSX-4 będą wpływać na parametry późniejszej obróbki cieplnej, a w konsekwencji na jakość wytwarzanych łopatek do turbin.

6

O sposobie wymiany uszkodzonych filarów przyziemia w zabytkowym gmachu "Bazar Poznański" w Poznaniu

Albrecht R., Łańczak W.

Inżynieria i Budownictwo

|

2007

|

R. 63, nr 6

320-323

PL

Podano krótki rys historyczny budynku "Bazar Poznański", wzniesionego w XIX wieku. Przedstawiono ocenę stanu technicznego elementów konstrukcyjnych. Opisano oryginalny sposób odciążenia uszkodzonych filarów w celu wbudowania nowych słupów.

EN

A brief historical outline of the building known as "Bazar Poznański", built in the 19th century, is given. The technical condition of structural elements in the listed building undergoing renovation is discussed. A unique manner of unburdening damaged pillars, necessary to embed new pillars, is described.