Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Identification and evaluation of freckles in directionally solidified casting made of PWA 1426 nickel-based superalloy

100%

Chmiela B. , Sozańska M. , Cwajna J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

tom Vol. 57, iss. 2

559-564

EN

Manufacturing of modern aero engine turbine blades made of nickel-based superalloys is very complex and expensive. The thrust and performance of new engines must address constantly more demanding requirements. Therefore, turbine blades must be characterised by very good mechanical properties, which is possible only if the blades are free of casting defects. An important innovation has been the launching of directionally solidified (DS) and single crystal (SX) turbine blades. But, manufacturing procedures and the chemical composition of many superalloys promote the formation of casting defects that are characteristic only for directional solidification. One of these defects is freckles. Freckles are small equiaxed grains in the form of long chains parallel to the solidification direction and are located on the surface of the casting. Freckles decrease the mechanical properties of DS and SX blades; therefore, they should be always unambiguously identified to improve the manufacturing process. This work presents the possibilities of identifying and evaluating freckles in DS casting made of PWA 1426 superalloy by combining the scanning electron microscopy (SEM), electron probe microanalysis (EPMA) and electron backscatter diffraction (EBSD) techniques.

PL

Wytwarzanie łopatek turbin nowoczesnych silników lotniczych jest bardzo złożone i kosztowne. Stale rosną też wymagania dotyczące ciągu i sprawności nowych silników. Dlatego łopatki turbin musza charakteryzować się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy łopatki nie wykazują wad odlewniczych. Ważną innowacją w wytwarzaniu łopatek było wprowadzenie łopatek kierunkowo krystalizowanych (DS) i monokrystalicznych (SX). Skład chemiczny wielu nadstopów i proces wytwarzania łopatek stanowią czasem czynniki sprzyjające powstawaniu wad odlewniczych, charakterystycznych tylko dla procesu kierunkowej krystalizacji. Przykładem takiej wady są frekle. Wada ta ma postać małych, równoosiowych ziaren tworzących łańcuchy, przeważnie równoległe do kierunku krystalizacji. Wada ta znacznie obniża właściwości mechaniczne łopatek DS i SX, dlatego powinna być zawsze jednoznacznie identyfikowana w celu usprawnienia procesu ich wytwarzania. W pracy przedstawiono możliwości identyfikacji i oceny wady frekle w kierunkowo krystalizowanym odlewie z nadstopu niklu PWA 1426 przy użyciu elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM), mikroanalizy rentgenowskiej (EPMA) i dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD).

2

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

84%

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

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

tom 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.

3

Wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę nadstopu niklu Inconel 713C

84%

Zagórska M. , Sitek R. , Dobkowski K. , Kurzydłowski K. J.

|

tom Vol. 36, nr 3

120--123

PL

Warstwy ochronne na bazie międzymetalicznej fazy NiAl są stosowane do poprawy odporności na utlenianie wysokotemperaturowe odpowiedzialnych elementów turbin silników lotniczych.W pracy dyfuzyjną warstwę Ni0.58Al0.42 modyfikowaną cyrkonem wytworzono metodą CVD z par AlCl3 + ZrCl3 w atmosferze wodoru jako gazu nośnego, w temperaturze 1040°C przez 3 h, pod ciśnieniem 150 hPa na podłożu nadstopu niklu IN 713C. Wykonano badania mikrostruktury warstwy oraz jej składu chemicznego i fazowego. Zbadano także wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę podłoża — nadstopu niklu IN713C. Stwierdzono, że wytworzone warstwy wykazują ciągłość na całej powierzchni próbek, stabilność składu chemicznego i fazowego oraz nie wpływają na mikrostrukturę stopu.

EN

Protective layers based on NiAl intermetallic phases are commonly used in improving high-temperature oxidation resistance of responsible aircraft engines turbine components. In this work zirconia modified diffusion layer Ni0.58Al0.42 was manufactured on nickel-based superalloy IN 713C by CVD method with the presence of AlCl3 + ZrCl3, in an atmosphere of hydrogen as a carrier gas, at a temperature of 1040°C, during 3 h and at a pressure of 150 hPa. Microstructure, chemical and phase composition of layers were studied. The influence of aluminizing process on the microstructure of substrate was also examined. It was found that obtained layers are characterized by stability of chemical and phase composition and does not change the microstructure of the substrate.

4

Modelling the composition of carbides in nickel-based superalloys of directional crystallization

67%

Glotka O. A.

|

2020

|

tom Vol. 102, nr 1

5--15

EN

Purpose: The specifics of the influence of alloying elements on the chemical composition of various types of carbides, their topology and morphology for a multicomponent system of the type Ni-5Cr-9Co-6Al-1Ti-11.7W-1.1Mo-1.6Nb-0.15C using the calculation method CALPHAD. It is shown that the obtained dependences closely correlate with thermodynamic processes occurring in the system. Design/methodology/approach: This work presents the results of studies of the distribution of chemical elements in the composition of carbides, depending on their content in the system. Findings: It was found that the influence of alloying elements on the composition of carbides is complex and is described by complex. Research limitations/implications: An essential problem is the prediction of the structure and properties of heat-resistant alloys without or with a minimum number of experiments. Practical implications: The obtained dependences can be used both for designing new heat-resistant alloys and for improving the compositions of industrial alloys. Originality/value: The value of this work is that the obtained dependences of the influence of alloying elements on the dissolution (precipitation) temperatures and the distribution of elements in carbides in the alloy of the Ni-5Cr-9Co-6Al-1Ti-11.7W-1.1Mo-1.6Nb-0.15C.