Fractal analysis of fractograms of aluminum alloys irradiated with high current electron beam

The aluminum alloys D16 and AMg6 were irradiated using the high-current relativistic electron beam in vacuum. Intense electron irradiation of the materials modified their physical properties. The fractal character of the fracture surfaces’ images was studied. The change of the fractality is a distinguished descriptor of the materials modification. The characteristic ductile and brittle fractures are accompanied by the change of the fractal dimension

Surface modification of the titanium alloy VT22 by high current pulsed electron beam

The industrial Titanium VT22 alloy was irradiated using the high-current pulsed electron beam (HCEB). HCEB method is an effective method to test the materials under extreme volumetric thermo-mechanical and irradiation conditions. The intense electron irradiation resulted in evolution of microstructural composition. It was found that formation of the β-phase, whereas nonirradiated material consists α+β-phases. The corresponding temperature field and mechanical displacement fields were calculated using the finite-element thermoelastic model.Промисловий титановий сплав ВТ22 опромінено сильнострумовим імпульсним електронним пучком (HCEB). Метод HCEB є ефективним для випробування матеріалів у екстремальних об’ємних термомеханічних і опромінюваних умовах. Інтенсивне електронне опромінення призвело до еволюції мікроструктури. Встановлено, що у переплавленому шарі спостерігається утворення β-фази, тоді як неопромінений матеріал містив α+β-фазу. За допомогою термопружної моделі методом скінченних різниць було розраховано відповідні температурне поле та поле механічного зміщення

Modification of the aluminum alloy by the radiation and mechanical treatment

The paper discusses the problem of increasing the performance properties of aluminum alloy D16 for possible more efficient use in the fields of transport engineering. A property modification tool is a high current relativistic electron beam. The irradiation occurs in a vacuum. The peculiarities of the layer distribution of characteristic zones resulting from irradiation are investigated. Metallographic and fractographic analysis is carried out, and microhardness values are measured.Розглядаються питання підвищення експлуатаційних властивостей алюмінієвого сплаву Д16 для можливого більш ефективного застосування в галузях транспортного машинобудування. Інструментом модифікації властивостей є сильнострумовий релятивістський електронний пучок. Опромінювання відбувається у вакуумі. З’ясовуються особливості пошарового розподілу характерних зон, які виникають внаслідок опромінення. Здійснюються металографічний та фрактографічний аналізи, проводиться вимірювання значень мікротвердості.Рассматриваются вопросы повышения эксплуатационных свойств алюминиевого сплава Д16 для возможного более эффективного применения в отраслях транспортного машиностроения. Инструментом модификации свойств является сильноточный релятивистский электронный пучок. Облучение происходит в вакууме. Выясняются особенности послойного распределения характерных зон, возникающих в результате облучения. Осуществляются металлографический и фрактографический анализы, проводится измерение значений микротвердости

Modification effects of microsecond high current electron beam exposure on titanium VT22 alloy

Titanium VT22 alloy was irradiated in the TEMP-A accelerator with the high current electron beam with the energy of 350 keV, beam current of 2 kA, pulse length around 4 µs, and beam diameter of 45 mm. The irradiation was performed for three samples with 1 to 3 pulses separately. Numeric simulations of the temperature distributions in the targets were conducted using the thermoelastic ablation model. The microstructural and mechanical properties of the irradiated alloy were studied using microhardness testing, metallography and fractography analysis.Сплав титану ВТ22 опромінювався в прискорювачі TEMP-A сильнострумовим електронним пучком з енергією 350 кeВ, струмом пучка 2 кА, довжиною імпульсу близько 4 мкс і діаметром пучка 45 мм. Опромінення проводили для трьох зразків 1-3 імпульсами. Чисельне моделювання розподілів температур у мішенях проводилося з використанням моделі термопружної абляції. Досліджено мікроструктурні та механічні властивості опроміненого сплаву з використанням вимірювання мікротвердості, металографічного та фрактографічного аналізів.Титановый сплав ВТ22 облучен в ускорителе TEMP-A сильноточным электронным пучком с энергией 350 кэВ, током пучка 2 кА, длиной импульса около 4 мкс и диаметром пучка 45 мм. Облучение проводили для трех образцов 1-3 импульсами. Численное моделирование распределения температуры в мишенях проводилось с использованием модели термоупругой абляции. Микроструктурные и механические свойства облученного сплава были изучены с использованием измерения микротвердости, металлографического и фрактографического анализов

Application of radiation processes for testing of gas turbine blades

Structural integrity of the gas turbine blades is of great concern. A set of methods and instruments is proposed to study the problems of the test loading of the industrial turbine blades. The approach aims to model the possible high-temperature, shock and irradiation impacts. The test loading is performed using the high-current relativistic electron beam. The developed methodology can be used for test and identification trails of the turbine blades. The experimental bench is designed to assist the thermographic measurements of the temperature dynamics in the blades. It also comprises the corresponding algorithms and software to perform the necessary calculations with.Запропоновано методи та інструменти для вирішення задач екстремального тестового навантаження на лопатки турбін, які б відтворювали можливі високотемпературні, ударні та опромінювальні впливи. Розроблено підхід, що ґрунтується на використанні сильнострумового релятивістського електронного пучка. На підставі цього створено методику проведення тестових та ідентифікаційних випробувань лопаток газотурбінних двигунів. Розроблені експериментальний стенд для термографічного вимірювання динаміки розподілу температурного поля на поверхні лопатки та відповідні алгоритми і програмне забезпечення для проведення необхідних розрахунків.Предложены методы и инструменты для решения задач экстремальной тестовой нагрузки на лопатки турбин, которые бы воспроизводили возможные высокотемпературные, ударные и радиационные воздействия. Разработан подход, основанный на использовании сильноточного релятивистского электронного пучка. На основании этого создана методика проведения тестовых и идентификационных испытаний лопаток газотурбинных двигателей. Разработаны экспериментальный стенд для термографического измерения динамики распределения температурного поля на поверхности лопатки и соответствующие алгоритмы и программное обеспечение для проведения необходимых расчетов