Introduction
GA turbiner er meget udbredt i kraftværker sys stemer. Udviklingen på at forbedre deres effektivitet har led øgede driftstemperaturer på områder afnogle komponenter, såsom under platformen områder af turbineblade. Den høje stress tilstand af roden lomme grund af de høje rotationshastigheder, kombineret med køleluft afledt indskud og temperaturer, dernærmer betingelserne i forbindelse med type II korrosion, kan føre til revnedannelse [1].
CMSX-4 (tabel1) er en enkelt krystal Ni-based superlegering almindeligt anvendt til 1st stage gas tur Bine vinger som følge af dens gode krybning ved høje temperaturer-strength egenskaber kombineret med produktion overkommelige [2]. Men på grund af sin sammensætning (lavere Cr-indhold end andre almindeligt anvendte 1st trin turbineblade materialer), CMSX-4 er modtagelig for type II varm korrosion. Dette kan resultere i skader, der har morfologien af enten sprækker eller bred front attack. Sumner et al. [3] har rapporteret undersøgelser af type II varm korrosion af CMSX-4, ved hjælp af statistisk analyse af store datasæt til at generere modeller for spe fikke betingelser. De observerede bred front angreb og hurtigere udtømning af Cr i CMSX-4, sammenlignet med IN738LC.
Reaserch udført på varme korrosionsmekanismer i 1970'erne-80s er sammenfattet af Luthra&LeBlanc [4]. De konkluderede, at varm korrosion kan opstå ved en kombination af tre mekanismer: sulfidering-ox idation, dannelse af flygtige forbindelser under det beskyttende oxidlag eller skala flus-. Flusmiddel modeller har siden vundet den bredeste accept depositum induceret varm korrosion [56].
processen med type II varm korrosion af Ni-based superlegeringer kræver dannelsen af en flydende eutektisk film [56]. Type II varm korrosion forekommer i temperament ratur området 650-800 ° C ved dannelse af minimale smeltepunkt blandinger af Na2 SO4, NiSO4 og CoSO4 [45,8]. NiSO4 og CoSO4 forbindelser danner som et resultat af omsætningen af SO3 mednikkel og kobolt fra superlegeringen. Et bredt accepteret mekanisme for varmkorrosion blev foreslået af Goebel&Pettit [9]. Deres mekanisme skitserer to trin, for det første INCU bation stadium Where en flydende eutektikum af Na2 SO4, NiSO4 og \\ eller CoSO4 formularer på komponenten overflade som følge af aflejring kombineret med en reaktion mellem svovloxider ognikkel og \\ eller kobolt fra superlegering. Det andet trin er formering fase Wher//101; flusmiddelbehandlingen af overfladen oxid med en væske aflejring på overfladen giver indad adgang, og udad Co&NI#transport. Denne form for angreb ofte resulterer i grubetæring skader med en ydre NiO/CoO lag er dannet, mennogle gange en form for bred front angreb udvikler [ /56].
For type II varm korrosion mange forskere har bemærket vigtigheden af et konstant SOx forsyning til vedvarende korrosion forekommer [37910]; denne variation af skaden mekanisme er kendt som gas induceret sure flusmiddelbehandling [811]. Uden både gasformige SOx og en regelmæssig sulfat deposition flux vil korrosion Reac tion ophøre med at opstå,når alle reaktanterne er blevet forbrugt.
based superlegeringer er ikke blevet grundigt undersøgt. Dog spændingskorrosion (SCC) er et godtdocu menteret svigtmekanisme især i vandige systemer [--1213].
Studies har blevet udført om virkningerne af stress på korrosionstæring vækst i aluminiumlegeringer [14]. Det konstateredes, at korrosion pit vækst kunne påvirkes
Ved tid, stress amplitude og frekvens i en træthed miljø. Metodikken ifølge Ishihara et al. [14] blev påført på Nibased superlegeringer af Chan et al. [-15]. De fandt det punkt, hvor træthed revnevækst overstiger korrosion pit vækst. Men ingen af dissenstudies tages effekten af varm korrosion på mate rialer stress intensitetstærskelværdi\\ (
k'te), detniveau, der revnedannelse ikke forekommer.Finite element analyse (FEA) er en almindeligt anvendt fremgangsmåde til beregn spændinger inden for komplekse geometrier eller multiaksiale belastningstilstande. Dette gøres ved indgreb geometrien som etnet af elementer og knudepunkter. De ele menter kan deformere som begrænset af materiale model,
wher101,når belastningen overføres fra element til element gennemnode forbindelser. FEA har været meget anvendt til at vurdere stress i statisk og cyklisk belastede betingelser.&#
\\ metodenExperimental
Cring testmetode-Cring prøver blev fremstillet af CMSX
4 barer. Retningslinjer for dimensionerne blev taget fra ISO 75395 [-16--]. De endelige dimensioner for speci herre anvendt i denne test er angivet i figur1. Cring prøver Wher101; fremstillet med en001-krystal&#<>lographic orientering på linie med cylinderaksen.
Af target stressniveau ved en konstant plet, den krævede forskydning af Crings var beregnes ved først cal kulerende ændringen i diameter (Δ
D-), der kræves for at opnå en given belastning (ligning (1)).Equation (
1): Ændring i diameter fra ISO 75395 [16-].Δ
Da=Trd2\/4etz(1) FEA modellering blev anvendt til at verificere spændingsberegninger. Surrogatdata fra Siebörger et al. [
17] for CMSX4 billede Youngs modul (E-) for ligning (2), og de monotone materialeegenskaber anvendes i FEA mod Elling. De endelige stressede diametre (Df) blev beregnetVed hjælp af ligning (
2):D fD=av- ΔD(2) De Crings blev fastspændt til den endelige diameter (
D-f) under anvendelse af A2 rustfrit stål M5 møtrikker, bolte og skiver, og målt med et digitalt mikrometer med en opløsning på 1μm (ognøjagtigheden af 2μm). I gennemsnit fem aflæsninger blev anvendt til at bestemme den oprindelige udvendige diameter (D AV), hvorfra den endelige stressede diameter beregnes.Disse givesi tabel 2.