Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"Waldemar Ziaja"

Analysis of the effect of hardened surface layer on the crack driving force in bending of titanium alloy

Czytaj za darmo! »

In the paper two dimensional finite element analysis of the four point bending test of surface modified titanium alloy with the crack penetrating hardened layer was carried out. The effect of the coating thickness and stiffness, residual stresses in the coating, yield strength of substrate material and yield properties of diffusion hardened layer on crack driving force was determined. The resu[...]

Mikrostruktura i żaroodporność warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu nadstopu René 77 w niskoaktywnym procesie CVD

Czytaj za darmo! »

Prowadzono badania wpływu żaroodpornej warstwy aluminidkowej na właściwości mechaniczne nadstopu niklu René 77 uzyskanej w niskoaktywnym procesie aluminiowania CVD. Przyjęto schemat procesu aluminiowania i wytworzono warstwę aluminidkową o głębokości 40 µm. Wykonano badania odporności warstwy na utlenianie izotermiczne w temperaturze 950ºC, czas wygrzewania - 529 h. Prowadzono prób[...]

Modelling of microstructure and deformation behaviour of two-phase titanium alloy

Czytaj za darmo! »

Despite very favourable combination of chemical, physical and mechanical properties titanium alloys suffer from poor tribological properties and insufficient resistance to oxidation at high temperature. Therefore surface treatment is widely used for structural elements made of titanium alloys to eliminate or reduce these drawbacks [1÷3]. The fundamental issue is maintaining high mechanical properties after surface layer modification of which fatigue strength of the material in the presence of tensile and compressive stresses, very often resulting from bending, is of primary importance [4÷6]. Among various surface treatment methods the most popular include chemical or physical vapour deposition (CVD, PVD), plasma spray, diffusion treatments, laser assisted treatments and ion imp[...]

Wpływ głębokości warstwy aluminidkowej na żarowytrzymałość i żaroodporność nadstopu René77

Czytaj za darmo! »

Doświadczenia wskazują, że trudno jest usprawnić urządzenie w wysokim stopniu zaawansowane technicznie. Efektywny postęp dokonać można przez wprowadzanie nowych technologii. Celem zwiększenia czasu pracy przy zachowaniu sprawności turbin silników lotniczych należy zestawić dwie właściwości materiałów: żarowytrzymałość i żaroodporność. Żarowytrzymałość można prognozować i zaprojektować przez wprowadzenie kontrolowanej obróbki cieplnej stopu [1÷3]. Lepszą żaroodporność uzyskuje się natomiast tylko przez zabezpieczenie warstwą ochronną elementów turbiny. Wytworzone warstwy chronią podłoże nadstopu niklu przed korozją i utlenianiem. Zwiększają tym samym żywotność elementów konstrukcyjnych w warunkach eksploatacji. Warunek taki spełniają żaroodporne warstwy dyfuzyjne na osnowie aluminidków niklu wytwarzanych w procesie aluminiowania [5÷7]. Jedną z najnowszych metod aluminiowania jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej CVD (Chemical Vapor Deposition). Modyfikacja powierzchni elementów części gorącej silnika - łopatek i aparatów kierujących jest nowym i istotnym zastosowaniem metody CVD. Czynnikami umożliwiającymi i determinującymi proces wytworzenia warstwy aluminidkowej są: temperatura, czas oraz odpowiednie środowisko, wydzielające aluminium in statu nascendii [5÷8]. Aparatura, w której zachodzi chemiczne osadzanie z fazy gazowej składa się z trzech zasadniczych układów: dozującego gazowe reagenty i utylizującego gazy poreakcyjne oraz reaktora. Atmosfera nasycająca (AlCl3) wytwarzana jest w generatorze zewnętrznym i dostarczana w stanie gazowym do reaktora o odpowiednim stężeniu i prędkości liniowej przepływu. Dostarczony halogenek do retorty reaktora w wyniku reakcji z podłożem (nadstop niklu) w wysokiej temperaturze oraz następujących procesów dyfuzyjnych pozwala na uzyskanie warstwy żaroodpornej [9÷11]. Metoda CVD pozwala na wytwarzanie warstw ochronnych zarówno na powierzchniach pióra, jak i na powierzchniach wewnętrznych k[...]

Analiza wpływu mikrostruktury stopu tytanu na siłę napędową rozwoju pęknięcia w próbie zginania

Czytaj za darmo! »

Konstrukcyjne stopy tytanu poddawane są często obróbce powierzchniowej ze względu na niezadowalające właściwości tribologiczne, małą trwałość współpracujących elementów narażonych na naciski powierzchniowe oraz małą odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze [1]. W zastosowaniach biomedycznych istotne jest zwiększenie odporności na ścieranie, odporności na korozję, zwłaszcza w środowisku płynów fizjologicznych człowieka, a także poprawa biokompatybilności [2, 3]. Ważnym kryterium doboru rodzaju obróbki oraz warunków jej prowadzenia jest oddziaływanie zmodyfikowanej warstwy wierzchniej na wytrzymałość zmęczeniową stopu, szczególnie w warunkach naprężeń rozciągających i ściskających towarzyszących zginaniu [2÷4]. W obróbce powierzchniowej stopów tytanu są stosowane różnorodne metody konstytuowania warstwy wierzchniej w zależności od zastosowania obrabianych elementów oraz wymaganych właściwości użytkowych. Zalicza się do nich m.in. metody CVD, PVD, natryskiwanie cieplne, przetapianie laserowe, obróbki dyfuzyjne - gazowe i jarzeniowe oraz implantację jonów [1, 2, 4÷6]. W wyniku przeprowadzenia obróbki powierzchniowej uzyskuje się warstwy typu TiN, Ti2N, Ti(O, N), Ti(C, N), Ti3Al, TiAl i inne o głębokości rzędu kilku lub kilkunastu mikrometrów. Umożliwiają one zmniejszenie wartości współczynnika tarcia oraz zwiększenie twardości. W konsekwencji poprawiają odporność na zużycie w warunkach tarcia [4÷7]. Wybrane warstwy powodują także zwiększenie odporności na korozję [4]. Fazy powstające w warstwie wierzchniej charakteryzują się dużą wartością modułu Younga oraz dużą twardością i kruchością. Mogą powodować zmniejszenie właściwości wytrzymałościowych, szczególnie wytrzymałości zmęczeniowej [4, 8, 9]. Brak podatności do odkształcenia plastycznego jest przyczyną ułatwionej inicjacji mikropęknięć w warunkach naprężeń zmiennych. Propagacja mikropęknięć wspomagana przez koncentrację naprężeń prowadzi często do przedwczesnego zniszc[...]

Wytrzymałość połączeń typu clinching formowanych matrycą o różnej konstrukcji DOI:10.15199/148.2016.1-2.7


  Okrągłe połączenia przetłoczeniowe typu clinching wykazują największą wytrzymałość na obciążenia przy zapewnieniu odpowiedniego kierunku obciążania złącza względem osi połączenia. Powinny one przenosić siłę ścinającą. W wielu przypadkach niemożliwe jest spełnienie tego warunku i złącza takie poddane są złożonemu stanowi obciążenia (ścinanie i rozciąganie). Mechanizm zniszczenia złącza zależny jest od kierunku siły obciążającej względem osi. Istotnym zagadnieniem jest więc analiza wytrzymałości połączenia poddanego złożonemu stanowi obciążenia. Przedstawiono wyniki analizy wytrzymałości połączeń przetłoczeniowych typu clinching formowanych matrycą okrągłą jednolitą oraz matrycą z 3 ruchomymi segmentami. Wykorzystano blachy z materiału DX51D+Z275. Próbki z połączeniami poddano testom wytrzymałościowym dla różnych wartości kąta działania siły obciążającej (od 0° do 90° co 30°). Określono strukturę wytrzymałościową złącza zgodnie z normą ISO 12996-2013. Wyznaczono krzywą aproksymując przebieg funkcji modelu rozdzielenia połączenia. Słowa kluczowe: clinching, matryca z ruchomymi segmentami, złożony stan obciążenia, norma ISO 12996-2013, mech anizmy zniszczenia złącza.Klasyczne metody, takie jak: zgrzewanie, spawanie, lutowanie, stosowanie połączeń rozłącznych nie zawsze dają się zaimplementować do łączenia nowoczesnych materiałów lub do łączenia materiałów o różnych właściwościach fizykomechanicznych. Stąd też rozwijane są alternatywne sposoby łączenia elementów, np. połączenia mechaniczne wytwarzane przez plastyczne odkształcanie elementów łączonych. Stanowią one grupę coraz częściej wykorzystywanych sposobów łączenia blach. Wynika to z wielu zalet procesu technologicznego [1 - 3]. Najczęściej stosowaną odmianą łączenia blach jest metoda formowania pod naciskiem na zimno (tzw. clinching).Połączenia wytwarzane są przy użyciu sztywnych jednolitych narzędzi o zarysie osiowosymetrycznym. Nieskomplikowana geometria i budowa są podsta[...]

Microstructural factors in the primary creep stage of two-phase titanium alloy DOI:10.15199/28.2016.4.8


  One of the major areas of titanium alloys application includes discs and blades of compressors in turbine engines. In titanium alloys, significant strain can accumulate as a function of time, at stresses well below the yield strength at the homologous temperature below 0.25, even at room temperature. Life prediction for elements made of titanium alloys which is based solely on steady state creep parameters is in some cases not adequate due to large primary creep strains. In the case of rotating components of aero-engines small dimensional tolerances can be threatened and transient creep strains must be taken into account in modelling of overall creep deformation. Creep and fatigue properties of two-phase titanium alloys show strong dependence on microstructure, especially morphology of the α and β phases which can be controlled to certain extent by proper selection of hot working and heat treatment conditions. In the paper the primary creep behaviour of Ti-6Al-2Mo-2Cr alloy (VT3-1) at elevated temperature was investigated. The microstructure of the alloy was varied by means of changing conditions of heat-treatment. Creep tests were carried out on the alloy with globular and lamellar microstructure at the temperature of 450°C. Primary stage of the creep process was described using various constitutive laws. Applicability of power-law and logarithmic equations for describing strain evolution was verified. The influence of the initial microstructure on the primary creep strain and strain rate at the onset of steady-state creep stage was analysed. Key words: two-phase titanium alloys, primary creep, microstructure.1. INTRODUCTION Over the recent decades titanium alloys became a prime material choice for designers of heavily loaded engineering components operating in demanding environments. Favourable combination of properties like high specific strength at room and intermediate temperature range, good fracture toughness and corrosion [...]

Influence of thermomechanical processing conditions on microstructure and hot plasticity of Ti-6Al-4V alloy

Czytaj za darmo! »

Two phase titanium alloys are widely used structural materials thanks to their high relative strength and good corrosion resistance. Constructional parts most often are fabricated in hot working processes, mainly by open die or die forging. It is well known that achievement of desired mechanical properties is related to development of proper microstructure in plastic working and heat treatment processes. Proper selection of process conditions should take into consideration microstructural changes caused by deformation in α+β↔β phase transformation range, which cannot be eliminated or decreased by heat treatment. Therefore in many cases required properties of products cannot be achieved [1÷3]. Other factors which make difficult or even preclude obtaining pro[...]

Trwałość warstwy wierzchniej po procesie aluminiowania nadstopu niklu René 77 stosowanego na elementy turbin o dużej żaroodporności

Czytaj za darmo! »

Ochrona elementów turbiny wysokiego ciśnienia silników lotniczych przed korozyjnym oddziaływaniem środowiska gazów utleniających stanowi jeden z najważniejszych problemów współczesnej techniki lotniczej [1]. Nowoczesność silnika lotniczego to nie tylko większa sprawność, ale przede wszystkim niezawodność podzespołów gwarantujących bezpieczeństwo w czasie lotu. Tworzywem konstrukcyjnym, które od początku lat pięćdziesiątych istotnie wpływa na osiągi silników lotniczych są nadstopy niklu [2÷4]. Można przyjąć, że taki stan trwa od zbudowania pierwszego silnika turboodrzutowego (Whittle - 1937 r.). Rozwój materiałów na elementy turbin gazowych jest determinowany przede wszystkim podwyższaniem temperatury ich pracy [1, 4]. Maksymalna wartość temperatury osiągana przez zastosowanie nadstopów niklu krystalizowanych kierunkowo oraz monokryształów wynosi ok. 1000°C [5, 6]. Dalszy wzrost temperatury i czasu pracy jest możliwy dzięki zastosowaniu warstw ochronnych [7]. Przypuszczać można również, że nadstopy niklu zachowają pierwszeństwo wśród materiałów konstrukcyjnych w silnikach lotniczych, zwłaszcza gdy zostaną zabezpieczone warstwą żaroodporną lub powłokową barierą cieplną. W kraju są nieliczne zakłady prowadzące procesy wytwarzania warstw żaroodpornych (WSK "PZL-Rzeszów", Avio-Polska, Snecma) - głównie metodami Pack Cementation, Above the Pack i Vapor Phase Aluminizing [1, 8]. Mimo że są dobrymi rozwiązaniami technologicznymi opatentowanymi i chronionymi, będą zastępowane procesami z wykorzystaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). W łopatkach nowej generacji nie jest możliwe uzyskanie tymi metodami warstwy ochronnej wewnątrz kanałów chłodzących łopatek turbiny. Staje się to możliwe przez zastosowanie metody CVD. [1, 9]. materiał i metodyka badań W pracy użyto nadstop niklu René 77 o składzie chemicznym: Al - 5,4%, Co - 14,52%, Cr - 14,33%, Mo - 4,20%, Ti - 3,35%, Ni - osnowa, stosowany na łopatki 2. stopnia turb[...]

Ocena mikrostruktury i plastyczności stopu tytanu pseudo-β Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn

Czytaj za darmo! »

Postęp w technice lotniczej jest nierozerwalnie związany z rozwojem i zastosowaniem nowych materiałów konstrukcyjnych. Charakteryzują się one większą wytrzymałością, mniejszą gęstością oraz dobrą odpornością na działanie czynników środowiska, również w wysokiej temperaturze, w porównaniu z materiałami będącymi w użyciu. Materiały mają szczególnie duży wpływ na projektowane konstrukcje lotnicze, bowiem od ich właściwości zależą przede wszystkim parametry eksploatacji i nowoczesność. Wraz z rozwojem materiałów są opracowywane nowe technologie ich przetwarzania. Umożliwiają one zastosowanie materiału w konkretnych podzespołach oraz prowadzą do poprawy właściwości elementów konstrukcji, oszczędności materiałowych i obniżenia kosztów wytwarzania. Dotyczy to zarówno materiałów nowych, jak i konwencjonalnych, stosowanych w konstrukcjach silników lotniczych. Główne wymagania stawiane materiałom na konstrukcje silników lotniczych to [1]: -- zdolność przenoszenia obciążeń w zadanych warunkach eksploatacji przy możliwie małych wymiarach i masie konstrukcji, -- podatność na przetwarzanie (lejność, plastyczność, skrawalność, spawalność itp.), -- zapewnienie dużej trwałości i niezawodności elementów oraz podzespołów, -- możliwie małe koszty wytwarzania elementów. Większość stopów tytanu cechujących się dobrymi właściwościami mechanicznymi jest mało podatna do przeróbki plastycznej na zimno. Obecne procesy kształtowania plastycznego na gorąco wymagają stosowania atmosfer ochronnych bądź pieców próżniowych (duże powinowactwo tytanu do tlenu) oraz narzędzi specjalistycznych. Przeróbka plastyczna na gorąco jest więc procesem energochłonnym i kosztownym. Dodatkowo powoduje niekorzystne zmiany morfologii mikrostruktury i tym samym właściwości mechanicznych odkształcanych stopów tytanu. Opracowanie nowoczesnych technologii przeróbki plastycznej wymaga określenia korelacji pomiędzy mikrostrukturą i właściwościami mechanicznymi oraz podatnością[...]

 Strona 1