Prior proeven, C-ring werden gereinigd in een ultrasoon bad met IPA (isopropylalcohol). Corrosie belichtingen werden uitgevoerd in een horizontale, gecontroleerde atmosfeer oven uitgevoerd. De corrosiemilieu, depot en depot preparaat flux werden gecontroleerd using de put-established borg overcoatingstijd methode (bijvoorbeeld Sumner et al. [3]). Monsters werden bekleed met een 80/20 M mengsel van Na2 SO4/K2 SO4. De massa van DEPOS gaans geschikt zout werd gemeten per oppervlakte-eenheid en monsters werden opnieuw bekleed elke 100 uur om de depositieflux regelen. Een gasomgeving lucht - 300 vppm SO2 werd gebruikt en alle tests werd uitgevoerd bij 550 ° C. C-rings werden benadrukt bij 800, 700 en 500 MPa, en blootgesteld voor 100, 300 of 500 h blootstelling malen met een doel dep ositie flux van 5 ug/cm2/h. Bovendien, een C-ring bij elk doel spanningsniveau werd blootgesteld gedurende 300 h zonder enige borg.
Microscopy analysemethoden
Samples werden in een 50:50 mengsel van MetPrep de set epoxy hars en ballotini (40-70 glasdiameter μm bollen) aangebracht. De monsters werden vervolgens doorgesneden met behulp smeermiddel ontbinding van corrosie pro ducten en afzettingen te voorkomen, alvorens te worden vermalen en vervolgens pol ished een 1 urn diamantpasta karton (opnieuw met smeermiddel).
both optische en SEM onderzoek van de sam selen uitgevoerd. Optische microscopie werd gebruikt om te bepalen of scheuren in de C-ringsna elke blootstellingsperiode was. SEM werd gebruikt om de resultaten van de interactie degradatiemechanisme karakteriseren van de legering microstructuur. FEI XL-30 en een JEOL 7800F veld elektronenkanon (FEG) SEM voorzien backscat ter energie-dispersive X-ray (EDX) detectoren werden gebruikt voor het karakteriseren en SEM beelden. SEM beelden waren bericht-processed behulp van Image J-software omnauwkeurige meting van functies in te schakelen.
figure 1.C-ring proefstuk geometrie vastgesteld uit ISO 7539-5 (a) frontale doorsnede (b) bovenaanzicht doorsnede (c) zijaanzichtcross sectie (d) isometrisch aanzicht. (Eenheden in mm.)
figure 2.Voorbeeld van een C-ring mesh constrained tussen tweeplates.
FEA analysemethoden
FEA modellering werd uitgevoerd met behulp van ANSYS Workbench 15 [18]. Het materiaal model dat voor deze analyse was een isotroop model gegenereerd onder gebruikmaking monotone surrogaat materiaalgegevens voor CMSX-4 van Siebörger et al. [17]. C-ring werd beperkt tussen twee platen (figuur2). Een wrijvingsloze sleepcontact werd gebruikt tussen een van de twee blokken en C-ring teneinde een kleine hoeveelheid relatieve beweging mogelijk. De randvoorwaarden
were toegevoerd via een verplaatsing gelijk aan die berekend onder gebruikmaking van vergelijking (1) (en tabel3genoemd).
- C-ring werd gemodelleerd als drie afzonderlijke seerdenauwkeurigere verfijning van de maas toe in het centrale deel van de C-ring. Dit was BELANGRIJKE zoals het was in deze centrale regio dat het antieke ipated dat kraken zou kunnen optreden. Een hex dominante gaas gebruikt Where, ver mogelijk; evenwel ingrijping rond de scheur uiteinden vereist het gebruik van een tetraëdrische
mesh vanwege de grootte en complexiteit van de scheur tipgeometrie.
Wanneer geklemd, een meerassige spanningstoestand is pre dicted in de C-ring. Als zodanig is de von Mises criterium werd gebruikt om de lokale stress waarden te verkrijgen. Het was echter ooknuttig zijn om de hoofd- ofnormaalspanningen betrekking overwegen om de functie I scheuropening, zie figuur3
as deze spanningen hoger voor de C kon-ring geometrie van de OG x-axis vlak in vergelijking met de von Mises spanning.
Linear elastische breukmechanica (vergelijking (3)) werden gebruikt om de lokale spanningsintensiteit beoordelen bereik (Δk) micro semi-elliptical scheuren in de C-ring. De spanningsintensiteit werd vastgesteld met behulp van ANSYS R15 [18] spanningsintensiteitsfactor solver code. ANSYS gebruikt T-stress eval
uation [19] teneinde berekenen de lokale scheurtip spanningsintensiteit. Vergelijking (3): Linear Elastic Fracture Mechanics vergelijking [20]
figure 3..Crack opening zen (a) stand I (b) stand II en (c) stand III.
FEA gegenereerde lokale scheurtip spanningsintensiteit voorspellingen werden vervolgens gebruikt voor het berekenen
geometry factor (Υ) voor eindige oppervlak scheuren in de C-ring geometrie.Δk can dan worden vergeleken metkom de kans op scheurvorming te beoordelen. Dekvan CMSX-4 is gerapporteerd 15 MPa.m1/2 in lucht bij 750 ° C [21]. Stress intensiteiten _calculated door middel van FEA-modellering kan vergeleken worden met dit om de kans op het kraken en het effect van hete corrosie opk.
Results en discussie\\ bepalennCring resultaten-bespreking&
Unstressed gedeelten van CMSX4 C-rings werden cor roded bij 550 ° C met een doel depositieflux van 5 ug-cm2/h en een gasvormige omgeving van de lucht - 300 vppm SO2. Monsters werden verwijderdna belichtingstijden van 100, 300 en 500 uur. Inspectie bleek vorming van/
an oxydehuid bevattende Co, Ni, S en O (figuur4en 5). Sulfidering opgetreden onder de oxydehuid, in overeenstemming met type II hete corrosieproducten [722].
Voor gewezen Crings kraken van gecorrodeerde sam ples werd waargenomen bij 800-and 700 MPana expo Sures gedurende 100 uur; met zichtbare scheurennog optreedt bij 500 MPa gedurende belichtingstijden langer dan 100 uur (tabel 2). Daarentegen Cring proeven zonder storting vertoonde geen tekenen van scheurvormingna 500-h van blootstelling aan de testomstandigheden.
C-ringsnormale kennis van het kraken in de zwaarst belaste centrale regio. Echter wanneer geïnitieerde scheuren excentrisch, kraken zouden beide zijden van de middenlijn optreden als gevolg van de verschoven spanning distri tie rond de CRing (figuur-6).
- corrosiemechanisme varieerde aanvallen ing de y prime (-γ) het aanvallen van de gam mamatrix (-γ) Dit is zichtbaar in SEM terugverstrooide imaging een verschuiving van het contrast tussen de twee microstructuur (figuur7). Deze vermindering van terugverstrooide elektronen worden toegeschreven aan de lagere atoomnummer van S en O in de corrosieproducten.