Prior de teste, C-ring amostras foram limpos em um banho de ultra-sons com IPA (álcool isopropílico). exposições de corrosão foram realizados em um forno com atmosfera controlada horizontal. O fluxo ambiente corrosão, composição e depósito depósito foram controladas Usando a metodologia depósito de recobrimento bem-established (por exemplo Sumner et al. [3]). As amostras foram revestidas com uma mistura de 80 \\ M den20 Na2 SO4/K2 SO4. A massa de sal depos ITED foi medida por unidade de área e as amostras foramnovamente revestidos a cada 100 h, a fim de controlar o fluxo de deposição. foi utilizado 300 vppm SO2, e todos os ensaios foi conduzida a 550 ° C - Um ambiente de ar gasoso.nrings C \\ foram sublinhou a 800, 700 e 500 MPa, e exposta/- para 100, 300 ou 500 vezes h de exposição com um alvo dep OSIÇÃO fluxo de 5? gcm2H. Além disso, um C/ring em cadanível de tensão alvo foi exposta durante 300 horas, sem qualquer depósito./-
Microscopy e métodos analíticos
Samples foram montadasnuma mistura 50:50 de resina epoxi do conjunto MetPrep e ballotini (40-70 esferasμm diâmetro de vidro). As amostras foram então seccionado, utilizando óleo lubrificante para prevenir a dissolução de produtos lácteos de corrosão e os depósitos, antes de ser triturada e depois de pol tada a um de 1 um revestimento de pasta de diamante (denovo usando o óleo lubrificante).
both óptico e exames SEM dos pios sam foram realizadas. Foi usada microescopia óptica para determinar se estava presente rachadurasnas Crings após cada período de exposição. SEM foi usada para caracterizar os resultados da interacção do mecanismo de degradação com a microestrutura da liga. FEI XL30 e um canhão de electrões JEOL campo 7800F (FEG) SEMs equipado com energia backscat Ter-dispersive X-ray foram usadas (EDX) detectores para caracterização e imagem SEM. MEV foram pós-processed usando software Imagem J para permitir uma medição precisa de recursos.--
Figure 1.Cring espécime geometria como estabelecido danorma ISO 75395 (a) secção transversal frontal secção transversal (b) vista de topo (c) vista lateral-\\ secçãoncross (d) vista isométrica. (As unidades de milímetros).-
Exemplo de umring malha restrita entre doisplates.-C
FEA métodos analíticosmodelagemFEA foi conduzida utilizando ANSYS
Workbench 15 [18 ]. O modelo de material usado para esta análise era um modelo isotrópico gerada usando dados de materiais substitutos monotónicos para CMSX4 de Siebörger et al. [17-]. O Cring foi constrangido entre duas placas (Figura2-). Um contacto de deslizamento sem fricção foi utilizado entre um dos dois blocos e o Cring, a fim de permitir que uma pequena quantidade de movimento relativo. As condições de contorno-were aplicada através de um deslocamento equivalente aos calculados utilizando a equação (
1) (e listadosna Tabela3).O C
ring foi modelada como três ções sec separadas para permitir refinamento mais precisa da malhana secção central do Cring. Este foi impor tant como foinesta região central que foi antic ipated que craqueamento poderia ocorrer. Uma malha dominante hex é utilizado meio após-101; ver possível;no entanto engrenar em torno das pontas de cracknecessária a utilização de um tetraédrico-&#Mesh devido ao tamanho e complexidade da geometria da ponta da fissura.
When apertado, uma condição de tensão multiaxial foi pré dictedno C
ring. Como tal, o critério de von Mises foi usada para obter valores de tensão locais. No entanto, também foi útil considerar as tensões principais ounormais em relação a uma abertura de fenda de modo que, como mostradona Figura3-as estas tensões pode ser mais elevado para o C
ring geometriano principal xAXIS plano, quando comparado com a tensão de von Mises.--Linear fractura elástica mecânica (a equação (
3)) foram utilizados para avaliar a intensidade de tensão locais gama (ΔK) para as micro fissuras semielliptical dentro do Cring. A intensidade de tensão foi avaliada utilizando o ANSYS R15 [-18-] de intensidade de tensão código solver. ANSYS utiliza Tstress Eval-uation [
19] em calcular a fim da ponta da trinca de intensidade de tensão local. A equação (3): Mecânica Linear elástico da Fractura equação [20]
.Crack modos de abertura (a) de modo que o modo (b) modo (c), II e III.FEA geradas previsões intensidade fenda ponta de tensão locais foram então usados para calcular o
geometry fator (
Υ) para fissuras superficiais finitosno Cring geometria.ô-Knão então ser comparada aK \\ enésimo para avaliar a probabilidade de craqueamento. OK\\ enésima de CMSX4 tem sido relatada como sendo 15 MPa.m12 em ar a 750 ° C [21-]. intensidades de stress _calculated através de modelagem FEA pode ser comparada a esta, a fim de determinar a probabilidade de craqueamento e o efeito de corrosão a quente sobre/K\\ enésimo.results e discussão
C \\ resultadosnringdiscussãosecçõesUnstressed de CMSX-4 C&rings foram CR roded a 550 ° C com um fluxo de deposição alvo de 5 ugcm2h e um ambiente gasoso de ar - 300 vppm SO2. As amostras foram removidas após tempos de exposição de 100, 300 e 500 h. Inspecção mostrou a formação de
escala óxido-an contendo Co, Ni, S e O (Figura-/4/
e5). Sulfetação tinha ocorrido por baixo da camada de óxido, de acordo com o tipo II corrosão a quente [7 ,22].Para salientou Crings, craqueamento de corroída pios sam foi observado a 800and 700 MPa depois de expo Sures para 100 h; com craqueamento visível ainda ocorrendo a 500 MPa, para tempos de exposição mais longos do que 100 horas (Tabela2
). Em contraste Cring testes sem depósitonão mostrou sinais de fissuração após 500-h de exposição às condições do teste. C- ringsnormalmente experimentadas craqueamento dentro da região do mais sujeitos a tensões elevadas central. No entanto, quando fissuras iniciadas fora do centro, de craqueamento ocorreria um ou outro lado da linha de centro, devido ao estresse ção distri deslocada em torno do CRing (Figura
6-).-mecanismo de corrosãoO variou de ataque ing
a gamaprime ( γ \\ ' ) para atacar a ma gam matrix (-γ) Esta é visívelno SEM retroespalhadaimaging como uma mudançano contraste entre as duas características microestruturais (Figura-7). Esta reduçãona parte traseira espalhados electrões é atribuível aonúmero atómico menor do S e O presentenos produtos de corrosão.