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Caratterizzazione tensile elastoplastica delle superleghe UD520, MAR M247, ECY768 ed IN939

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Caratterizzazione tensile elastoplastica delle superleghe UD520, MAR M247, ECY768 ed IN939

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:50 pm

In questo lavoro si presentano i risultati della caratterizzazione tensile, in campo elastoplastico ciclico, a varie temperature, delle tre superleghe a base di nickel UD520, MARM247, IN939 e della superlega a base di cobalto ECY768. Questi materiali sono impiegati nelle palette e negli ugelli di turbine a gas presenti nel parco termoelettrico nazionale e studiate, per ottimizzarne l’esercizio e prevederne il consumo di vita, nell’ambito del progetto DEGRADO. I risultati sperimentali delle prove “incremental step”, dettagliatamente descritti in [1], sono stati elaborati, in questo lavoro, allo scopo di fornire, alle varie temperature e per ogni materiale caratterizzato, i tre parametri E, modulo elastico, K, coefficiente di resistenza ed n, esponente d’incrudimento, presenti nel modello di Ramberg- Osgood n pe KE       σ∆ + σ∆ =ε∆+ε∆=ε∆ che esprime la relazione tra le quattro principali grandezze tensili 1. ∆ε campo di deformazione totale, 2. ∆ε e , campo di deformazione elastica, 3. ∆ε p , campo di deformazione plastica, 4. ∆σ campo di sforzo, che si ottengono su campioni cilindrici lisci da prove cicliche. Si riportano prima i risultati della valutazione delle proprietà elastiche (andamenti in funzione della temperatura del modulo elastico E dei quattro materiali). Successivamente si riferisce dei risultati della caratterizzazione in campo elastoplastico (determinazione in funzione della temperatura del coefficiente di resistenza K e dell’esponente d’incrudimento n della legge di potenza che lega nel modello di Ramberg-Osgood il campo di deformazione plastica con il campo di sforzo). Per quanto riguarda l’approssimazione dei parametri elastoplastici K ed n, è stato adottato un nuovo metodo di analisi proposto in [2], al quale si rimanda per apprenderne motivazioni, finalità, basi concettuali, prestazioni e dettagli operativi. Il metodo risulta indicato anche quando si è in presenza di campi di deformazione totale molto bassi che possono comportare valori negativi del corrispondente campo di deformazione plastica calcolata. Queste misure, candidate naturalmente al rigetto, perché prive di un immediato significato fisico, di fatto, bloccano le elaborazioni negli

usuali metodi di analisi, che sono quasi sempre basati sulla linearizzazione logaritmica della legge di potenza, contenuta in molti modelli tensili elastoplastici e in particolare nel modello di Ramberg-Osgood. Se si adotta la drastica decisione di eliminare dai dati d’ingresso i campi di deformazione plastica negativi, la base di dati sperimentali, effettivamente disponibile per le analisi, può assottigliarsi notevolmente, rendendo scarsamente affidabili, in ordine alla loro rappresentatività statistica del comportamento del materiale, i rimanenti dati ritenuti validi. Adottando questo nuovo metodo, è stato così possibile recuperare l’intera informazione, estratta nel corso delle prove di laboratorio, sul comportamento tensile dei materiali studiati. La rappresentazione della risposta tensile delle quattro superleghe che si è ottenuta applicando l’ipotesi precedentemente descritta è risultata sufficientemente coerente e aderente ai risultati sperimentali, giustificando così le scelte adottate.

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