Plyny a know - how pre Váš úspech

ODBORNÉ ČLÁNKYTab. 1 Výsledky analýzy chemického zloženia zliatiny EI 893 (hm. %)Tab. 1 Analyse results of chemical composition of EI 893 alloy (weight %)C Al Si Ti Cr Mn Fe Ni Mo W0,074 1,3 0,22 1,46 15,8 0,03 0,27 67,5 4,2 9,02vzoriek boli limitované počtom lopatieka tiež ich hrúbkou. Z lopatiek rotorovprvého (1R) a druhého stupňa(2R) sa odobralo 17 skúšobných teliesok(vzorky č. 1 – 17, obr. 1a). Z lopatiekstatora prvého stupňa (1S)sa odobrali štyri skúšobné telieska(vzorky A, B, C, D, obr. 1b).Mechanické vlastnosti lopatiek saanalyzovali nasledujúcimi skúškami:– skúšky tečenia pri 750 °C a napätí250, 230 a 210 MPa,– skúšky ťahom pri teplotách 20,500 a 750 °C,– skúšky rázovej húževnatostiKCU2 pri teplotách –20, 20, 100a 400 °C,– meranie tvrdosti podľa Vickersapri zaťažení 98,1 N (HV10) nametalografických rezoch v dolnej(spodok) a hornej časti lopatiek(vrch). Na každej lopatke rotorasa postupne zhotovilo 7 vpichovv smere vyznačenom šípkami(obr. 1a a 1b).Vzorky na mikroštruktúrnu analýzusa pripravili mechanickým brúsením,leštením a elektrolytickým leptanímv 20 %-om roztoku HCl. Mikroštruktúrabola dokumentovanáv dolnej a hornej časti lopatky pomocousvetelného (SM) a transmisného(TEM) mikroskopu.2 VÝSLEDKY SKÚŠOKA DISKUSIA2.1 Skúšky ťahomVýsledky skúšok ťahom sú uvedenév tab. 2, vrátane minimálnych špecifikovanýchhodnôt požadovanýchprevádzkovateľom pre teplotu 20 °Ca 750 °C. Zliatina EI 893 si zachovalasvoje mechanické vlastnosti aj prizvýšených teplotách. Hodnoty ťažnostiA 5a kontrakcie Z pri teplote20 °C a medze pevnosti v ťahu priteplote 750 °C sa nachádzali podprípustnou hladinou stanovenouna bezpečnú prevádzku. Porovnanímvýsledkov skúšok ťahom dolneja hornej časti lopatiek prvého stupňastatora 1S sa zistil určitý rozdiel. Lopatkystatora 1S sú namáhané najmätepelne s hornou hranicou pracovnejteploty 730 °C, pričom nižšieteploty sa predpokladajú v spodnejčasti lopatiek.Naopak lopatky prvého stupňa rotora1R spĺňajú požiadavku na minimálnepevnostné vlastnosti vovšetkých prípadoch. Avšak minimálnamedza klzu je oveľa vyššia, čomôže súvisieť s dodatočným precipitačnýmspevňovaním v niektorýchoblastiach lopatiek rotorov. Miernypokles pevnosti v ťahu 611 MPa sapozoroval pri vzorke druhého stupňarotora 2R5 pri teplote 750 °C.Z výsledkov ťahových skúšok sa potvrdiladegradácia materiálovýchvlastností lopatiek. Predovšetkýmnízke hodnoty ťažnosti zvyšujú rizikoiniciácie únavového alebo krehkéholomu.2.2 Skúšky rázovej húževnatostiSkúšky rázovej húževnatosti KCU2sa robili pri štyroch zvolených teplotách–20, 20, 100 a 400 °C. Rázovúhúževnatosť materiálu tohto typu lopatieknemožno považovať za rozhodujúciparameter a na rozdiel odskúšok ťahom má z hľadiska stavumateriálu a stupňa jeho degradácienižšiu výpovednú hodnotu. Napriektomu môže odhaliť stav skrehnutiamateriálu lopatiek, prípadne stanoviťriziko havárie pri opätovnom spúšťanía odstavení. Namerané hodnoty rázovejhúževnatosti KCU2 sú uvedenév tab. 3 spolu s minimálnou hodnotoupožadovanou prevádzkovateľom.Merania ukazujú, že hodnoty rázovejhúževnatosti pri izbovej teplotesú relatívne nízke, ale predsa vyššieako minimálne požadované. Nazáklade výsledkov meraní možnodospieť k záveru, že zvýšené rizikovzniku lomu je pri odstávkach alebopri teplotách nižších ako 400 °C. Tietovýsledky sa z hľadiska rázovej húževnatostipovažujú za primerané.2.3 Meranie tvrdostiVýsledky merania tvrdosti HV10 lopatiek1S, 1R, 2R sú v tab. 4. V smerezmenšovania hrúbky prierezu lopatiekoznačenom šípkou (obr. 1a,1b) sa zistilo postupné zvyšovanietvrdosti. Namerané hodnoty tvrdostiObr. 2 Mikroštruktúra materiálu skúšobnýchvzoriek 1S, 1R a 2R – zliatina EI 893 približnepo 120 000 hodinovej prevádzke, svetelnýmikroskop – a) 1S spodok, b) 1S vrch, c) 1Rspodok, d) 1R vrch, e) 2R spodok, f) 2R vrchFig. 2 The microstructure of specimens 1S, 1Rand 2R – EI 893 alloy after service of about120 000 h, light microscopy – a) 1S bottom,b) 1S top, c) 1R bottom, d) 1R top,e) 2R bottom, f) 2R topa)b)c)d)e)f)ZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2009 237