Oxidation assisted crack growth in gas turbine materials

Nickelbaserade superlegeringar används i gasturbinernas hetaste delar på grund av deras utomordentliga mekaniska egenskaper vid hög temperatur. I vissa fall, särskilt vad gäller gasturbiner i flygplan, begränsas komponenternas livslängd av sprickbildning i materialet som orsakas av en kombination av oxidation och termomekanisk last. Under dragspänning vid hög temperatur kan nämligen lokal oxidation i sprickspetsen öka spricktillväxten i ett material med flera tiopotenser. En fördjupad förståelse av detta fenomen är avgörande för att kunna bemästra dess effekter på livslängd och prestanda hos heta lastbärande delar i gasturbiner.

Projektet syftar till att förstå de mikrostrukturella faktorer som är kritiska för korrosionsprocessen för att underlätta utvecklingen av nya material och tillverkningsmetoder som ger ökad motståndskraft mot denna typ av nedbrytning. Den nya kunskapen kommer även att användas i internationella samarbeten som syftar till att utveckla förbättrade modeller för att förutsäga komponenternas livslängd. Detta genom att:

·      Öka förståelsen för oxidationsförloppet vid sprickspetsen i Ni-baserade superlegeringar under kombinationen av mekanisk last och oxidation vid hög temperatur.

·      Utveckla metoder för att genomföra mikromekanisk provning av korngränser med och utan oxid.

·      Öka förståelsen för hur oxiderna påverkar korngränsernas hållfasthet och därmed möjliggöra utvecklingen av nya beräkningsmodeller.

Participants

Krystyna Marta Stiller (contact)

Professor vid Chalmers, Physics, Materials Microstructure

Anand Harihara Subramonia Iyer

Doktorand vid Chalmers, Physics, Materials Microstructure

Magnus Hörnqvist Colliander

Senior forskare vid Chalmers, Physics, Materials Microstructure

Collaborations

GKN Aerospace Sweden

Trollhättan, Sweden

High Temperature Corrosion (HTC)

Gothenburg, Sweden

Funding

High Temperature Corrosion (HTC)

Funding years 2016–2017

Related Areas of Advance and Infrastructure

Chalmers Materials Analysis Laboratory

Infrastructure

Materials Science

Areas of Advance

More information

Latest update

2016-12-31