O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y
J. Zýka – I. Andršová – J. Málek – B. Podhorná – A. Joch –K. Hrbáček Vliv mikrostruktury na mechanické vlastnosti niklové superslitiny...
ny v mikrostruktuře těžkých odlitků, a to o délce až 100 µm. U lehčích odlitků byly nalezené karbidické částice kratší. Většina lomové plochy těles z lehkých odlitků je pokryta známkami tvárné deformace (obr. 5). Více prasklých karbidů bylo nalezeno na lomových plochách z ostatních odlitků. Fáze γ‘ precipituje v charakteristické kuboidální morfologii (obr. 6). Homogenní rozložení velikostí částic se střední velikostí okolo 0,5 µm, stejně jako morfologie částic, je výsledkem provedeného tepelného zpracování. Interakce deformace a karbidů Výsledky lokální analýzy dezorientace mřížky pomocí parametru KAM metodou EBSD jsou uvedeny na obr. 7. Lokální maxima místní dezorientace zrn se nacházejí na hranicích zrn a v mezidendritických prostorech, kde se vyskytují karbidické částice. Významnější maxima parametru KAM byla nalezena v mikrostruktuře lehkých a středních odlitků (obr. 7). Tyto odlitky s menšími karbidy proto vykázaly vyšší hodnoty prodloužení (tab. III). Proto vyšší lokální maxima parametru KAM mohou být dosažena v případě struktury s výhodnějšími menšími karbidickými částicemi.
Most of the fracture surface of the specimen from the light casting is covered by marks of ductile fracture (fig. 5). More cracked carbides are found on fracture surfaces of the specimens from the medium and the heavy castings. γ’ phase precipitates in characteristic cuboidal morphology (fig. 6). Homogenous particle size distribution with mean size around 0,5 µm, and particles morphology is a result of heat treatment performed. Interaction of deformation with carbides Results of local measuring kernel average misorientation (KAM) by means of electron back scattered diffraction (EBSD) are given in fig. 7. Local maxima of local misorientation are found at grain boundaries and interdendritic regions where carbide particles are present. Larger maxima can be found in microstructure of the medium and the light castings compared to the heavy casting (fig. 7). These castings contain smaller carbides particle therefore performed higher elongation (tab. III), before fracture. Thus higher local maxima of KAM can be obtained in case of favourable smaller carbide particles. Discussion
Diskuze Korelace mikrostruktury a vlastností Vypočtené hodnoty koeficientu korelace mezi měřenými mechanickými tahovými vlastnostmi a mikrostrukturními parametry jsou uvedeny v tab. IV. Nejvyšší hodnoty korelačního koeficientu byly nalezeny mezi tvrdostí a mezí kluzu. Podobné hodnoty byly nalezeny i mezi tvrdostí, resp. mezí pevnosti a velikostí zrna, což je v souladu s Hall-Petchovým vztahem. Vysoká pozitivní korelace byla nalezena mezi tažností a mezí pevnosti a je dokumentována na obr. 2 a 3. Záporná korelace je mezi tažností a podílem karbidů. Příčina tohoto jevu je zřejmě podobná jako v případě slitiny IN 713LC [4]. K praskání karbidů dochází na počátku lomového procesu při zkoušce tahem. Větší velikost a větší množství karbidů znamená dřívější začátek lomu. Protože nad mezí kluzu existuje lineární závislost mezi napětím a deformací (obr. 2 a 3), větší tažnost znamená vyšší mez pevnosti. Interakce deformace s karbidy Prezentované výsledky ukazující snížení mechanických vlastností slitin MAR-M-247 s rostoucí velikostí odlitku jsou podobné výsledkům publikovaným v literatuře týkající se slitiny MAR-M-247, např. [5], [6], či slitiny IN713LC [10]. Uvedené publikace spojují výskyt karbidů s nižšími hodnotami tažnosti. Milenkovič [6] spojil přímo rychlost chlazení a podíl a velikost karbidů. Orientace zrna je také důležitá [10]. Zrna s osou <100> orientovanou rovnoběžně s osou tahu mají karbidické deskovité částice orientovány kolmo na směr tahu, čímž je podpořeno podélné praskání karbidů a propojování takto vzniklých trhlin. Lokální dezorientace může být spojena s vyšší hustotou dislokací [7], [8]. Za předpokladu, že dezorientace je důsledkem nakupení dislokací během deformace, může být spočítána hustota geo-
418
Microstructure properties correlation Calculated values of correlation coefficients between measured room temperature tensile properties and microstructure parameters, where HV—Vickers hardness, d—grain size, carb —carbide fraction on section, LV—void fraction on section, LVL—void fraction on fracture and D—γ’ mean size, are given in tab. IV. The highest correlation coefficient value was found between hardness and rupture strength. Similar values are also in case of hardness, resp. rupture strength, and grain size. That is in agreement with Hall-Petch relation. Close positive correlation exists between elongation and rupture strength and is documented in fig. 2 and 3. Negative correlation is between elongation and carbides volume fraction. Origin of this phenomenon is probably similar as in
Tab. IV. Vypočtené hodnoty koeficientu korelace mezi měřenými mechanickými tahovými vlastnostmi a mikrostrukturními parametry, kde HV – tvrdost dle Vickerse, d – velikost zrna, carb – podíl karbidů na řezu, LV – podíl licích vad na řezu, LVL – podíl licích vad na lomu a D – střední velikost částic fáze γ‘ Tab. IV. Calculated values of correlation coefficients between measured room temperature tensile properties and microstructure parameters, where HV—Vickers hardness, d— grain size, carb—carbide fraction on section, LV—void fraction on section, LVL—void fraction a) on fracture and D— γ’ mean size HV / Rp0,2
HV / Rm
Rm / A
Rp0,2 / d
Rp0,2 / d−½
LV / A
carb / A
0,90
0,99
0,90
−0,34
0,37
−0.33
−0,87
−0,46
HV / d−½
HV / d
A/d
Rm / d
Rm / d –1/2
LVL / A
carb / Rm
Rm / D
0,95
0,95
−0,75
−0,78
0,90
−0,31
−0,91
−0,19
a)
a)
a)
b)
Obr. 6. Fig. 6.
b)
b)
c)
c) Figure 4 Gamma prime phase particles morphology from heavy (left) and light casting
Morfologie částic fáze γ‘ z těžkého (a), středního (b) a lehkého (c) odlitku – SEM (right) – SEM Gamma prime phase particles morphology from a) heavy, b) medium and c) light casting —SEM
S l é vá re ns t v í . L X I V . li s to p a d – p ro s in e c 2016 . 11–12 b)
Rp0,2 / D
c) Figure 4 Gamma prime phase particles morphology from heavy (left) and light casting