Effect van korrelgrootte op het ontstaan van vermoeiingsscheuren
Voorfijne - korrelige nikkel- legeringenneemt het aantal korrelgrenzen per volume-eenheid aanzienlijk toe. Graangrenzen fungeren alseffectieve barrières voor dislocatiebewegingen: wanneer cyclische spanning wordt uitgeoefend, accumuleren dislocaties bij korrelgrenzen in plaats van grote slipbanden op - schaal te vormen (die de belangrijkste bronnen zijn van het ontstaan van vermoeiingsscheuren). Ondertussen kunnen fijne korrels de lokale spanningsconcentratie verspreiden, waardoor de kans op scheurkiemvorming wordt verkleind en dus devermoeidheidslimietEnhoge - cyclusvermoeidheidsweerstand (HCF).van de legering.
Voorgrove - korrelige nikkel- legeringenleidt het kleine aantal korrelgrenzen tot gemakkelijke vorming van continue slipbanden in korrels onder cyclische belasting. Deze slipbanden veroorzaken plastische vervorming en micro-scheurtjes op het legeringsoppervlak, waardoor het ontstaan van vermoeiingsscheuren wordt versneld. Als resultaat vertonen grofkorrelige legeringen met een --korrel doorgaans een lagere vermoeiingssterkte bij hoge --cycli.
In fase I moeten scheuren, voor legeringen met fijne - korrels, voortdurend van voortplantingspad veranderen wanneer ze meerdere korrelgrenzen overschrijden, wat een grote hoeveelheid breukenergie verbruikt en de voortplantingssnelheid vertraagt. Voor legeringen met grove - korrels kunnen scheuren zich met minder weerstand langs de sliprichting in grote korrels voortplanten, wat leidt tot een snellere voortplanting.
In fase II wordt de voortplanting van vermoeiingsscheuren gedomineerd door de spanningsintensiteitsfactor. Op dit moment is de invloed van de korrelgrootte verzwakt, maar fijne korrels hebben nog steeds een bepaald voordeel bij het vertragen van de scheurvoortplanting vergeleken met grove korrels. Als de korrelgrootte echter te klein is, neemt het aandeel van de korrelgrenzen toe, wat kan leiden tot intergranulaire brosheid onder bepaalde spanningsomstandigheden en een deel van de verbetering van de vermoeiingsprestaties tenietdoet.
Legeringen met fijne - korrels zijn gevoelig voorkorrelgrens verschuiftbij hoge temperaturen, wat vermoeiingsfalen versnelt.
Matig grove - korrelige legeringen hebben een betere weerstand tegen korrelgrensverschuivingen, dus hun lage - cyclusvermoeidheidsprestaties zijn in dit scenario superieur aan die van fijne - korrelige legeringen.
Voor onderdelen die worden blootgesteld aan lage - spanning en hoge - cyclusvermoeidheid (bijvoorbeeld structurele onderdelen van gasturbines),fijne - korrelige structuur(korrelgroottegraad 6–8) verdient de voorkeur om de vermoeidheidslimiet te maximaliseren.
Voor onderdelen die worden blootgesteld aan hoge - temperaturen en lage - cyclusvermoeidheid (bijv. turbinebladen),matig grove - korrelige structuur(korrelgrootteklasse 2–4) is geschikter om een hoge temperatuursterkte en weerstand tegen vermoeiingsscheurvoortplanting in evenwicht te brengen.
