Hot cracking of nickel-based superalloy turbine blade

Abstract

The aim of this study was to present the hot cracking behavior of a blade originating from a turbine blade segment. The crack was induced by a gas tungsten arc welding process, and the research material was a MAR-M247 nickel based superalloy. This alloy is considered to be difficult to weld because of its high tendency to crack. Light microscopy and scanning electron microscopy show the occurrence of cracking in the melted zone, heat-affected zone, and base alloy. A scanning electron microscopy investigation revealed that cracks are propagated by stresses and liquation of the low temperature constituent.

Celem pracy była analiza mikrostrukturalna pęknięcia gorącego na powierzchni łopatki z segmentu van cluster. Pęknięcie powstało w wyniku oddziaływania skoncentrowanego źródła ciepła, jakim był łuk elektryczny jarzący się w osłonie argonu. Łopatka została wykonana z nadstopu na osnowie niklu o nazwie handlowej MAR-M247. W przypadku konwencjonalnych metod spawania jest on uważany za trudno spawalny. Przeprowadzono badania makrostruktury i mikrostruktury za pomocą mikroskopii świetlnej i skaningowej. Na podstawie wykonanych badań stwierdzono występowanie pęknięć ciągłych zarówno w obszarze przetopionym, strefie wpływu ciepła, jak i materiale rodzimym. Obserwacje za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej pozwoliły na stwierdzenie, że pęknięcie propagowało w wyniku naprężeń, jak również likwacji niskotopliwych składników mikrostruktury.