Praca dotyczy zagadnienia oceny trwałości żarowytrzymałego stopu niklu ŻS6U w warunkach zmęczenia wysokocyklowego w temperaturze 900°C, zuwzględnieniem wpływu na trwałość aluminiowej warstwy ochronnej typu „Si-Al" i „Cr-Al". Zakres badań obejmował: zmęczenie wysokocyklowe stopu ŻS6U z warstwą aluminiową, badania mikroskopowe rozwoju pęknięć oraz inicjacji procesu pękania warstw aluminiowych, a także badania prędkości propagacji pęknięć w stopie ŻS6U. Omówiono procesy powstawania i wzrostu pęknięć w stopie niklu z aluminiową warstwą dyfuzyjną. Przyjęta metodyka badań umożliwiła określenie wpływu mikrostruktury warstwy aluminiowej na trwałość wysokocyklową stopu ŻS6U. W badaniach obserwowano znaczne zmniejszenie trwałości zmęczeniowej próbek z warstwami aluminiowymi zarówno typu „Cr-Al" jak i „Si-Al" w porównaniu do stopu ŻS6U. Trwałość zmęczeniowa próbek z warstwami zmniejsza się ze wzrostem głębokości warstwy żaroodpornej. Stwierdzono ponadto większą trwałość próbek z warstwami typu Cr-Al w porównaniu z warstwami „Si-Al". Na podstawie otrzymanych wyników badań i przeprowadzonej analizy opracowano model rozwoju szczeliny zmęczeniowej w próbce ze stopu ŻS6U z dyfuzyjną warstwą aluminiową. Zrealizowane badania dostarczyły istotnych informacji odnośnie właściwościeksploatacyjnych dyfuzyjnych warstw aluminiowych.
EN
The paper deals with the problems of durability of nickel base ŻS6U superalloy in high-cycle fatigue conditions at temperature of 900°C, taking into account the influence of Si-Al and Cr-Al heat resisting aluminium coating upon this durability. The scope of investigations performed covered the following: tests on high-cycle fatigue of ŻS6U superalloy with aluminium coating, metallurgical tests on cracks growth in superalloy, tests on cracking process initiation of aluminium coatings, tests on cracks propagation rate in ŻS6U superalloy. On the basis of the obtained results the processes of initiation and growth of cracks in nickel base superalloy with aluminium diffusion coating have been discussed. The applied methodology of investigations enabled determination of the effect of some features of aluminium coating microstructure and the coating thickness upon the high-cycle durability of ŻS6U superalloy. In fatigue tests it was possible to observe a significant decrease of durability in case of specimens with aluminium coatings of both types: Cr-Al and Si-Al in comparison to durability of ŻS6U superalloy. Fatigue durability of specimens with coatings was decreasing together with the growth of heat-resisting coating thickness. Moreover, it was found that specimens with Cr-Al coatings featured higher durability in comparison with durability of specimens with Si-Al coatings of the same thickness. The performed investigations provided valuable information about working properties of diffusion aluminium coating.
Dokonując wyznaczenia trwałości lub wytrzymałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych wykorzystuje się zależności bazujące w swoich zapisach na danych materiałowych zaczerpniętych z jednej z charakterystyk zmęczeniowych. Dla obliczeń w zakresie ograniczonej i nieograniczonej trwałości zmęczeniowej wykorzystujemy charakterystykę S-N. Wyznaczenie pełnej charakterystyki poprzez regresję liniową (zakres ograniczonej trwałości) oraz metodę schodkową (zakres nieograniczonej trwałości) wymaga przeprowadzenia badań na minimum 30 próbkach. Przedmiotem pracy jest prezentacja metody alternatywnej oraz ocena jej dokładności w stosunku do podejścia standardowego. Proponowane rozwiązanie bazuje na wykorzystaniu 10 próbek.
Paper presents methodology and test results for experimental fatigue strength determination of damaged aircraft engine blades. Research was performed using turboprop TWD-10B/PZL-10S compressor blades. High cycle fatigue test stand was described. Fatigue strength of damaged blade was determined for different damage size. Fatigue strength comparison of damaged and undamaged blades is a result of presented work.
PL
W pracy opracowano metodykę i prowadzono badania wytrzymałości zmęczeniowej uszkodzonych łopatek silnika lotniczego. W badaniach zastosowano łopatki sprężarki silnika TWD-10B/PZL-10S. Scharakteryzowano stanowisko badawcze do określania wytrzymałości zmęczeniowej dla dużej liczby cykli. Wytrzymałość zmęczeniową łopatek uszkodzonych ustalono dla modelowych ich uszkodzeń o różnych rozmiarach wykonanych na tej samej wysokości pióra łopatki. Przeprowadzono analizy wyników badań – porównano wytrzymałość zmęczeniową łopatek uszkodzonych oraz nowych łopatek nieuszkodzonych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.