Účinky prostředí na spolehlivost superslitin na bázi niklu

Radek Galacz

Diplomová práce

Environmental effects on reliability of nickel based superalloys

Anotace:

Tato práce se zabývá účinky vodíku na změnu mechanických vlastností niklové superslitiny IN 738 LC při tahové zkoušce. Vzorky připravené pro tahovou zkoušku byly zpracovány 4 hodiny pomocí technologie HIP na teplotě 1 190 °C při působení tlaku 175 MPa za účelem snížení množství licích vad ve struktuře a vyloučení předčasného praskání vzorků. Polovina souboru vzorků byla tepelně zpracována v atmosféře plynného vodíku při 800 °C a výdrži na teplotě 4 h s ochlazením na teplotu 400 °C a následným zakalením do vody. Z tahové zkoušky provedené s rychlostí deformace 0,025 s-1 bylo zjištěno, že vliv vodíku se projevil na zvýšení smluvní meze kluzu a snížení meze pevnosti. Pomocí analyzátoru LECO RH600 bylo stanoveno množství vodíku ve struktuře vzorků niklové superslitiny. Řádkovacím elektronovým mikroskopem byly pozorovány lomové plochy po tahové zkoušce. Vodík rozpuštěný ve struktuře vzorků sycených vodíkem přispěl ke zkřehnutí slitiny. Studium bylo doplněno strukturně fázovým rozborem superslitiny pomocí EDS mikroanalýzy a měřením mikrotvrdosti HV 0,2.

Abstract:

This work deals with the effects of hydrogen on mechanical properties of nickel based superalloys IN 738 LC in a tensile test. Tensile specimens were treated for 4 hours by HIP technology at 1 190 °C and 175 MPa for the purpose of reducing the amount of casting defects in the structure and to avoid premature cracking of the samples. Half set of samples was heat treated in flowing hydrogen gas at 800 °C for 4 hours followed by cooling to 400 °C and then by water quenching. Results of tensile tests that were carried out at strain of 0,025 s-1, showed that hydrogen effect led to increasing yield strength and decreasing ultimate tensile strength. Hydrogen quantity in the structure of nickel based superalloy samples was deteremined by means of LECO RH600 analyzer. Fracture surfaces of tensile tested specimens were observed using scanning elektron microscopy. Hydrogen dissolved in the structure of hydrogenated samples contributed to the embrittlement of the alloy. The study was completed with the structure phase analysis of superalloys using EDS microanalysis and HV 0,2 microhardness measurements.

Klíčová slova

IN 738 LC, vodíková křehkost, metalografie, tahová zkouška, fraktografie, EDS mikroanalýza

Keywords

IN 738 LC, hydrogen embrittlement, metallography, tensile test, fractography, EDS microanalysis

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 5. 2014
• Vedoucí: Monika Losertová
• Oponent: Zdeněk Jonšta

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Magisterský studijní program / obor:
Materiálové inženýrství / Technické materiály