Mechanismy únavového poškození niklové superslitiny Inconel 713LC za teploty 800°C

Abstract

Niklové superslitiny jsou používány pro vysokoteplotní aplikace v energetickém a leteckém průmyslu. Jsou namáhány v agresivním prostředí za vysokých teplot při spolupůsobení únavových a creepových procesů, vysokoteplotní oxidace, koroze a eroze. Prodloužení životnosti takto namáhaných součástí a současné zvýšení výkonu jednotlivých zařízení je možné pomocí aplikace povrchových ochranných vrstev. Tato práce je zaměřena na zkoumání mechanismů únavového poškození superslitiny Inconel 713LC při teplotě 800 °C a porovnání těchto mechanismů u materiálu s ochrannou povrchovou vrstvou na bázi Al-Si a materiálu bez této vrstvy. Užitím optické mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie a konfokální laserové rastrovací mikroskopie byly analyzovány iniciační místa únavových trhlin, způsob jejich šíření a v některých oblastech i rychlosti šíření únavových trhlin. Na základě předešlého výzkumu bylo zjištěno, že aplikace povrchové úpravy má pozitivní vliv na únavovou životnost slitiny Inconel 713LC. Tyto výsledky byly v práci potvrzeny a doplněny.

Nickel superalloys are used for high-temperature application in energetic and aerospace industry. They are exposed to aggressive environment at high temperatures with the interactions between fatigue and creep processes, high-temperature oxidation, corrosion and erosion. Lifetime extension of such strained parts while increasing the performance of particular machine is possible by applying protective surface coatings. The subject of this work is to investigate the fatigue failure mechanisms of superalloy Inconel 713LC at 800 °C and to compare these mechanisms between material with a protective coating based on Al-Si and material without coating. The location of initiation fatigue cracks, their propagation and the fatigue crack propagation rate in some areas were analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy. Based on previous research it was found that the application of the coating AlSi has a positive effect on lifetime of alloy Inconel 713LC. These results were confirmed and estimated in the diploma thesis.