Fracture behaviour of fine oxide dispersion strengthened Fe based alloys at high temperatures
Project goals
The ODS alloys are advanced materials which contain fine oxide particles in the microstructure which allow them to reach high strength at elevated temperature together with very good creep resistance. Such combination makes them suitable candidates for high temperature applications like new generation of nuclear or chemical industry facilites. However the main disadvantage of these alloys is their low resistance against fracture at high temperatures. Reasons and mechanisms of these phenomena are still not satisfactorily explained. The proposed project is focused on investigation and explanation of the phenomena related to fracture behaviour of the ODS alloys at high temperature. Two different alloys will be tested for this purpose: ODS steel Fe-20wt%Cr-5wt%Al and newly developed alloy Fe-10wt%Al-5wt%Al2O3. Fracture properties will be tested using miniature test specimens. Analysis of fracture behaviour will be based on experimental data evaluation, fractography, microscopic observations and numerical simulations using the finite element method and discrete dislocation dynamics.
Keywords
ODS alloysfracture behaviourmicromechanism of fractureminiaturized CT specimens
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
Juniorské granty 1 (SGA0201500002)
Main participants
Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-21292Y
Alternative language
Project name in Czech
Lomové chování oxidicky zpevněných slitin na bázi železa za vysokých teplot
Annotation in Czech
ODS slitiny jsou pokročilé materiály obsahující jemné oxidické částice v mikrostruktuře. Díky tomu dosahují vysoké pevnosti za vysokých teplot a mají také velmi dobrou odolnost vůči creepu. To z nich dělá vhodné kandidáty pro vysokoteplotní aplikace jakými jsou například nové generace zařízení pro jadernou energetiku a chemický průmysl. Hlavní nevýhodou těchto slitin je jejich nízká odolnost proti porušení za vysokých teplot. Příčiny tohoto jevu a jeho mechanismy nejsou zatím uspokojivě vysvětleny. Navrhovaný projekt je zaměřen na prozkoumání a vysvětlení jevů souvisejících s lomovým chováním ODS slitin za vysokých teplot. Pro tento účel budou testovány dvě slitiny: ODS ocel Fe-20wt%Cr-5wt%Al a zcela nově vyvinutá slitina Fe-10wt%Al-5wt%Al2O3. Lomově mechanické vlastnosti budou testovány za pomocí miniaturních zkušebních CT těles. Analýza porušování materiálu bude provedena na základě vyhodnocení experimentů, fraktografie, mikroskopických pozorování a numerických simulací pomocí metody konečných prvků a diskrétní dynamiky dislokací.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The declared goals of the project were fullfilled and the results show a significant contribution in the field. The data specified by the principal investigator in the final report are correct. No shortcomings were found in accounting. The project outcomes correspond to the presumptions and expenses in both their quantity and quality.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Apr 25, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GJ-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2020
Finance
Total approved costs
8,196 thou. CZK
Public financial support
8,196 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
8 196 CZK thou.
Public support
8 196 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JL - Fatigue and fracture mechanics
Solution period
01. 01. 2015 - 25. 04. 2019