Prior à l'essai, les échantillons C-ring ont éténettoyés dans un bain ultrasonique avec de l'IPA (alcool isopropylique). expositions de corrosion ont été effectués dans un four à atmosphère horizontale, contrôlée. L'environnement de la corrosion, la composition de dépôt et de flux de dépôt ont été contrôlés Utilisation le puits-established méthode de recouvrement de dépôt (par exemple Sumner et al. [3]). Les échantillons ont été revêtus avec un mélange de 80/20 M de Na2 SO4/K2 SO4. La masse du sel DEPOS ité a été mesurée par unité de surface et les échantillons ont été recouvert toutes les 100 heures, afin de contrôler le flux de dépôt. On a utilisé 300 ppm en volume de SO2, et tous les essais ont été effectués à 550 ° C - un environnement gazeux de l'air. C + lesnrings ont été soulignés à 800, 700 et 500 MPa, et on les expose- pour 100, 300 ou 500 h temps d'exposition avec une cible dep osition flux de 5 ug \\ rcm2h. En outre, une C/ring à chaqueniveau de contrainte cible a été exposé pendant 300 h sans aucun dépôt./-
Microscopy et méthodes d'analyse
samples ont été montés dans un mélange 50:50 de résine époxy de série et MetPrep microbilles (40-70μm sphères de verre de diamètre). Les échantillons ont ensuite été découpés en utilisant un lubrifiant d'huile pour empêcher la dissolution des pro duits de corrosion et de dépôts, avant d'être broyé puis pol ished à une finition de pâte de diamant de 1 um (denouveau en utilisant le lubrifiant d'huile).
both optique et examens SEM des Ples sam ont été effectués. La microscopie optique a été utilisé pour déterminer si la fissuration était présent dans le répertoire Crings après chaque période d'exposition. SEM a été utilisé pour caractériser les résultats de l'interaction du mécanisme de dégradation de la microstructure de l'alliage. FEI XL de lan30 et un canon à électrons détecteurs de champ JEOL 7800F (FEG) SEM équipées de backscat ter énergiedispersive X-ray (EDX) ont été utilisées pour la caractérisation et l'imagerie SEM. images SEM ont été post-processed en utilisant le logiciel Image J pour permettre la mesure précise des caractéristiques.---
figure 1.
Cring géométrie spécimen établie à partir de lanorme ISO 75395 (a) section transversale frontale (b) vue de dessus en vue de côté section transversale (c)-cross section (d) de la vue isométrique. (Unités en mm.)-
figure 2.Exemple d'un Cring maillage contraint entre deuxplates.-
FEA méthodes analytiquesmodélisationFEA a été réalisée en utilisant ANSYS
Workbench 15 [18 ]. Le modèle matériau utilisé pour cette analyse est un modèle isotrope généré en utilisant des données matérielles de substitution monotones pour CMSX de lan4 de Siebörger et al. [17-]. Le Cring a été limitée entre deux plaques (figure2-). Un contact glissant de friction a été utilisé entre l'un des deux blocs et le Cring afin de permettre à une petite quantité de mouvement relatif. Les conditions aux limites-were appliquées par l'intermédiaire d'un équivalent de déplacement à celles calculées en utilisant l'équation (
1) (et énumérés dans le Tableau3).Le C de lanring a été modélisé en tant que trois sec tions séparées pour permettre raffinement plus précise de la maille dans la partie centrale du Cring. Ce fut impor tant qu'il était dans cette région centrale qu'il était antic ipated que la fissuration pourrait se produire. Une maille hexagonale dominant est utilisé wher
101; ver possible; engrener cependant autour des pointes de fissure anécessité l'utilisation d'un tétraèdre--&Mesh en raison de la taille et de la complexité de la géométrie de la pointe de fissure.#
Lorsque serré, une condition de contrainte multiaxiale a été pré propres devraient dans le Cring. A ce titre le critère von Mises a été utilisé pour obtenir des valeurs de contraintes locales. Cependant, il est également utile de prendre en compte les contraintes principales ounormales par rapport à un mode I ouverture de la fissure, comme le montre la figure
3-as ces contraintes pourraient être plus élevés pour le Cring géométrie dans le principal xAXIS plan par rapport à la contrainte de von Mises.
-Linear mécanique de rupture élastique (équation (-3
)) ont été utilisés pour évaluer l'intensité de la contrainte locale plage (Δk) pour les micro-fissures semi-elliptical au sein du Cring. L'intensité du stress a été évaluée à l'aide du ANSYS R15 [18-] code solveur d'intensité de contrainte. ANSYS utilise T-stress evaluation [-19
] dans le but de calculer le fond de fissure locale d'intensité de contrainte. L'équation (3): mécanique linéaire élastique de la rupture équation [20]
figure 3.
.Crack modes d'ouverture (a) en mode I (b) Mode II et mode (c) III.FEA généré prédictions d'intensité de contrainte d'extrémité de fissure locale ont ensuite été utilisées pour calculer la
geometry facteur (Υ
) pour les fissures de surface finis dans le C \\ géométrienring.ôk-Tu ensuite être comparée àk-ième pour évaluer la probabilité de fissuration. La k-ième de CMSX4 a été rapportée comme étant 15 MPa.m12 dans l'air à 750 ° C [21]. les intensités de stress _calculated grâce à la modélisation par éléments finis peut être comparé à cela dans le but de déterminer la probabilité de fissuration et l'effet de la corrosion à chaud sur-/k-ième.Results et discussion
C \\ résultatsnringdiscussion\\ sectionsnUnstressed de CMSX4 C-rings ont été cor Roded à 550 ° C avec un flux de dépôt cible de 5 ug&cm2h et un environnement gazeux d'air - 300 SO2 ppmv. Les échantillons ont été prélevés après des temps d'exposition de 100, 300 et 500 h. L'inspection a montré la formation de
an couche d'oxyde contenant Co, Ni, S et O (Figure--4//and
5). Sulfuration était produite sous la couche d'oxyde, conformément à la corrosion à chaud de type II [7 22].Pour souligné Crings, la fissuration de corrodée ples sam a été observée à 800and 700 MPa après sures expo pour 100 h; avec la fissuration se produisant encore visible à 500 MPa pour des temps d'exposition plus longue que 100 h (Tableau2
). En revanche C \\ essaisnring sans dépôtne montrait aucun signe de fissuration après 500h d'exposition aux conditions d'essai.- Cringsnormalement fissuration expérimentés dans le plus sollicitée région centrale. Cependant, lorsque des fissures initiées hors centre, la fissuration se produirait part et d'autre de la ligne médiane en raison de la tion distribu de contrainte déplacé autour du C-Ring (Figure 6
).--Le mécanisme de corrosion varie d'attaque ingthe gammaPRIME (
γ ) pour attaquer le gam ma matrix ( -γ) Ceci est visible dans SEM rétrodiffuséeimaging comme un changement dans le contraste entre les deux caractéristiques microstructurales (Figure-7). Cette réduction de l'arrière des électrons dispersés est attribuable aunuméro atomique inférieur de la présente S et O dans les produits de corrosion.
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