Vliv mikrostruktury na mechanické vlastnosti niklové superslitiny... J. Zýka – I. Andršová – J. Málek – B. Podhorná – A. Joch –K. Hrbáček
(a)
3.3 Interaction of deformation with carbides
O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y
metricky nezbytných dislokací pro lokálně zjištěnou hodnotu KAM [9]. Místa s vyšší hodnotou dezorientace se obvykle nacházejí v blízkosti karbidů. Udává se [8], že vyšší hustoty dislokací vznikají v blízkosti karbidů v důsledku velkých gradientů deformace okolo tuhých netvárných karbidických částic během deformace. Proto můžeme usoudit, že karbidické částice fungují jako překážky pro pohyb dislokací. Tyto karbidy jsou křehké. Jelikož zkoumáme polykrystalické odlitky bez usměrněné struktury, můžeme předpokládat, že ve struktuře odlitku je dostatek zrn s orientací osy <100> v ose tahu. Proto můžeme předpokládat, že jehlicovité karbidy praskají při tvárné deformaci odlitku tahem jako první. Proto více karbidů znamená dřívější počátek lomu. Deformační zpevnění bývá spojováno s překážkami pro pohyb dislokací. Někteří výzkumníci [11] spojili deformační zpevnění s částicemi fáze γ‘, což pravděpodobně není tento případ, kdy se může jednat o důsledek menšího zrna a menší šířky dendritických větví vzniklé v důsledku vyšší rychlosti ochlazování během tuhnutí. Hranice zrn a mezidendritické prostory jsou také překážky pro pohyb dislokací, obzvláště pokud jsou dekorovány karbidy. Navazující zkoumání je potřebné pro získání dalších informací o pozorovaných rozdílech v deformačním zpevnění slitiny MAR-M-247.
a) (b)
b) (c)
c) Obr. 7.
Mapa parametru kernel average misorientation (KAM) zkoumaných míst (vle-
vo) a histogramy lokální misorientace legendyplaces k mapě KAM těžkého Figure 5 Kernel average orientation misfit map of aanalysed (left) and(vpravo) histograms of local
(a), středního (b) a lehkého (c) odlitku misorientation legend to KAM map(KAM) (right) of heavy (a), medium (b) and castingof(c) Fig. 7. Kerneland average misorientation map of analysed places (left) and light histograms local misorientation and legend to KAM map (right) of heavy (a), medium (b) and light casting (c) misorientation are found at grain boundaries and interdendritic regions. Local maxima of local
Larger maxima can be found in microstructure of medium and light castings compared to heavy casting, see Figure 5.
Z ávě r y Byly zkoumány různé odlitky z niklové superslitiny MAR-M-247. Pevnost v tahu slitiny MAR-M-247 za pokojové teploty je vyšší než pevnost slitiny IN713LC. U tvárných vlastností je tomu naopak. Bylo ukázáno, že mechanické vlastnosti za pokojové teploty jsou přímo ovlivněny mikrostrukturou odlitku a tedy podmínkami tuhnutí a chladnutí. Mez pevnosti významně koreluje s tažností, tvrdostí, velikostí zrna a podílem karbidů. Dlouhé jehlicovité karbidy při plastické deformaci během zkoušky v tahu praskají jako první, proto více karbidů způsobuje dřívější vznik lomu. Je pravděpodobné, že karbidy fungují jako překážky pohybu dislokací. Poděkování Tento výzkum byl podpořen Ministerstvem průmyslu a obchodu České republiky, program TIP, projekt FR-TI4/030. L i t e ra t u ra [1] [2]
ŠMÍD, M. a kol.: Únavové vlastnosti superslitiny MAR-M-247. Slévárenství, 2013, 61(9–10), 247. ISSN 0037-6825. ŠMÍD, M. a kol.: Vliv rozdílných podmínek přesného lití na vysokocyklovou únavu superslitiny MAR-M 247 při vysokých teplotách. Slévárenství, 2015, 63(9–10), 340. ISSN 0037-6825.
case of IN713LC alloy [4]. Carbides cracking is at the beginning of the fracture during tensile test. More and bigger carbides mean earlier start of the fracture. Because there is a linear relationship between stress and deformation above elastic strength (fig. 2 and 3), higher elongation results in higher rupture strength. Interaction of deformation with carbides Presented results showing reduction of mechanical properties of the MAR-M-247 alloy with growing size of casting are similar to published results of the MAR-M-247 alloy, e.g. [5], [6], or of the IN713LC alloy [10] in literature. Both publications connect carbides with low elongation values. Milenkovic [6] connected directly cooling rate with carbides fraction and carbide size. Also grain orientation is important [10]. Grains oriented with <100> axis parallel to tensile direction has platelet carbides oriented perpendicular to the tensile axis, thus promoting their longitudinal cracking and interconnecting of such cracks. Local misorientation can be related to local excess dislocation density [7], [8]. Assuming that the misorientation is a result of dislocation accumulated during deformation, geometrically necessary dislocation density can be calculated for measured values of local kernel average misorientation [9]. Usually places with high local grain misorientation are located near carbides. Higher dislocation densities near the carbides are reported [8] to be generated by the large strain gradients produced around 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
419