Svařování vysokoentropických slitin technikou elektronového svazku
Loading...
Date
Authors
Rončák, Ján
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Eutektické vysoko-entropické zliatiny sú pomerne novou podskupinou materiálov, ktorá vznikla v snahe o kombináciu vlastností eutektických a vysoko-entropických zliatin. Výsledkom je materiál s mikroštruktúrou stabilnou v širokom rozsahu teplôt a dobrou odlievateľnosťou. Aby mohol byť potenciál nových materiálov v budúcnosti využitý naplno, je potrebné zistiť ich správanie pri rôznych technologických operáciách. Dizertačná práca sa preto zaoberá štúdiom homogénnych zvarových spojov eutektickej vysoko-entropickej zliatiny AlCoCrFeNi2.1 (EHEA) a heterogénnymi zvarmi eutektickej zliatiny s austenitickou oceľou 1.4571 vytvorenými pomocou elektrónového zväzku. Štúdium okrem overenia zvárateľnosti zahŕňa aj evaluáciu vlastností materiálu po expozícii na zvýšenej teplote krátkodobo aj dlhodobo a teplotnom cyklovaní s využitím kvapalného dusíka. Cyklovanie spočíva v opakovanej výdrži v peci na 200 °C a následným ponorením do dusíku s požiadavkou vyrovnania teploty materiálu a dusíku na úrovni -196 °C. Homogénne zvarové spoje vykazujú vhodné vlastnosti v stave po zváraní, pri krátkodobej tepelnej expozícii aj teplotnom cyklovaní. Ich mechanické vlastnosti sa začnú výrazne meniť a degradovať až pri dlhodobej expozícii na zvýšených teplotách. Heterogénne zvary vykazujú dobrú zvárateľnosť a vlastnosti pri zváraní pomalšou rýchlosťou. Ich vlastnosti sa s výnimkou teplotného cyklovania menia po tepelnom spracovaní po zváraní aj dlhodobej tepelnej expozícii. Dizertačná práca okrem nových poznatkov prináša aj návrh a možnosti na zlepšenie ďalších experimentov v oblasti zvarových spojov AlCoCrFeNi2.1.
Eutectic high-entropy alloys are a relatively new subgroup of materials that have been developed in an effort to combine the properties of eutectic and high-entropy alloys. The result is a material with a microstructure stable over a wide temperature range and good castability. In order to fully exploit the potential of the new materials in the future, it is necessary to investigate their behaviour in different technological operations. Therefore, the thesis deals with the study of homogeneous weld joints of eutectic high-entropy AlCoCrFeNi2.1 (EHEA) alloy and heterogeneous welds of eutectic alloy with austenitic steel 1.4571 formed by electron beam welding. In addition to verifying weldability, the study also includes evaluation of material properties after exposure to elevated temperature both short and long term and temperature cycling using liquid nitrogen. The cycling consists of repeated exposure in the furnace at 200 °C followed by immersion in nitrogen with the requirement to equilibrate the material and nitrogen temperature at -196 °C. Homogeneous welded joints exhibit suitable properties in the post-weld condition, in both short-term heat exposure and temperature cycling. Their mechanical properties begin to change and degrade significantly only with prolonged exposure to elevated temperatures. Heterogeneous welds exhibit good weldability and properties when welded at slower speeds. With the exception of temperature cycling, their properties change after heat treatment after both welding and long-term thermal exposure. In addition to the new findings, the thesis also provides suggestions and opportunities for further experiments to improve AlCoCrFeNi2.1 welds.
Eutectic high-entropy alloys are a relatively new subgroup of materials that have been developed in an effort to combine the properties of eutectic and high-entropy alloys. The result is a material with a microstructure stable over a wide temperature range and good castability. In order to fully exploit the potential of the new materials in the future, it is necessary to investigate their behaviour in different technological operations. Therefore, the thesis deals with the study of homogeneous weld joints of eutectic high-entropy AlCoCrFeNi2.1 (EHEA) alloy and heterogeneous welds of eutectic alloy with austenitic steel 1.4571 formed by electron beam welding. In addition to verifying weldability, the study also includes evaluation of material properties after exposure to elevated temperature both short and long term and temperature cycling using liquid nitrogen. The cycling consists of repeated exposure in the furnace at 200 °C followed by immersion in nitrogen with the requirement to equilibrate the material and nitrogen temperature at -196 °C. Homogeneous welded joints exhibit suitable properties in the post-weld condition, in both short-term heat exposure and temperature cycling. Their mechanical properties begin to change and degrade significantly only with prolonged exposure to elevated temperatures. Heterogeneous welds exhibit good weldability and properties when welded at slower speeds. With the exception of temperature cycling, their properties change after heat treatment after both welding and long-term thermal exposure. In addition to the new findings, the thesis also provides suggestions and opportunities for further experiments to improve AlCoCrFeNi2.1 welds.
Description
Citation
RONČÁK, J. Svařování vysokoentropických slitin technikou elektronového svazku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Karel Maca, Dr. (předseda)
doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Drahomír Schwarz, CSc. (člen)
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Zelený, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-12-09
Defence
Student ve stanoveném čase přednesl základní teze své dizertační práce. V následné diskusi nejdříve zodpověděl 7 dotazů oponentů a poté dalších 6 dotazů ostatních členů komise.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení