Analýza komponent efektivního a interního cyklického napětí v superslitinách únavově zatěžovaných při zvýšených teplotách

Analysis of the Effective and Internal Cyclic Stress Components in the Superalloys Fatigued at Elevated Temperature

journal article - other

en

Cyclic multiple step test in strain control have been performed on cylindrical specimens of cast polycrystalline Inconel 738LC and 792-5A superalloys at 800 C in laboratory atmosphere. Hysteresis loops were analyzed according to the statistical theory of hysteresis loop. The effective and internal stress components were evaluated. The effective stress of gamma prime precipitate has significant influence on the stress-strain response both materials. The stress amplitude in IN 792-5A is higher than in IN 738LC at approximately same total strain amplitude due to significantly higher effective stress of gamma prime phase. Cyclic hardening/softening curves and cyclic stress-strain curves using short-cut procedure were obtained. Cyclic hardening/softening behavior depends both on temperature and strain amplitude. Low amplitude straining is characterized by the saturation of the stress amplitude. In high amplitude straining slight softening was found. The cyclic stress-strain curves for both materials can be fitted by power law. Cyclic stress-strain response in terms of internal and effective stress components is discussed in relation to microstructural parameters of the materials. The observation of surface relief revealed the presence of persistent slip markings.

Byly provedeny únavové zkoušky v řízení deformace na zkušebních tyčích z lité polykrystalické superslitiny Inconel 738LC a 792-5A při teplotě 800C v laboratorní atmosféře. Hysterezní smyčky byly analyzovány dle statistické teorie hysterezních smyček. Byly vypočítány složky efektivního a interního napětí. Efektivní napětí precipitátů má podstatný význam na napěťově – deformační odezvu obou materiálů. Amplituda napětí materiálu IN 792-5A je vyšší než u IN 738LC při přibližně stejné hodnotě amplitudy celkové deformace. To je důsledkem výrazně vyššího efektivního napětí precipitátů. Cyklické křivky zpevnění/změkčení a cyklické deformační křivky byly získány pomocí zkrácené únavové zkoušky. Cyklická odezva materiálu závisí na teplotě a amplitudě celkové deformace. Cyklování při nízkých hodnotách amplitudy celkové deformace je charakterizováno stabilní odezvou materiálu. Při vysokých amplitudách celkové deformace bylo pozorováno mírné cyklické změkčení. Cyklické deformační křiky obou materiálu mohou být proloženy mocninno závislostí. Napěťově – deformační odezva vzhledem k internímu a efektivnímu napětí je diskutována v souvislosti se strukturou materiálů. Pozorování povrchového reliéfu odhalilo přítomnost persistentních skluzových stop.

Cyclic multiple step test in strain control have been performed on cylindrical specimens of cast polycrystalline Inconel 738LC and 792-5A superalloys at 800 C in laboratory atmosphere. Hysteresis loops were analyzed according to the statistical theory of hysteresis loop. The effective and internal stress components were evaluated. The effective stress of gamma prime precipitate has significant influence on the stress-strain response both materials. The stress amplitude in IN 792-5A is higher than in IN 738LC at approximately same total strain amplitude due to significantly higher effective stress of gamma prime phase. Cyclic hardening/softening curves and cyclic stress-strain curves using short-cut procedure were obtained. Cyclic hardening/softening behavior depends both on temperature and strain amplitude. Low amplitude straining is characterized by the saturation of the stress amplitude. In high amplitude straining slight softening was found. The cyclic stress-strain curves for both materials can be fitted by power law. Cyclic stress-strain response in terms of internal and effective stress components is discussed in relation to microstructural parameters of the materials. The observation of surface relief revealed the presence of persistent slip markings.

Nízkocyklová únava, superslitiny, vysoké teploty, hysterezní smyčka, efektivní a interní napětí

Low cycle fatigue, superalloys, high temperature, hysteresis loop, effective and internal stresses.

2011

04.07.2011

Trans Tech Publication

Switzerland

1022-6680

Advanced Materials Research

278

7/2011

393–398

6