Effekt av kornstørrelse på initiering av utmattelsessprekker
Tilfin --kornet nikkel --baserte legeringer, øker antallet korngrenser per volumenhet betydelig. Korngrenser fungerer someffektive barrierer for dislokasjonsbevegelse: når syklisk stress påføres, akkumuleres dislokasjoner ved korngrensene i stedet for å danne store --skala-glidebånd (som er hovedkildene til initiering av utmattelsessprekker). I mellomtiden kan fine korn spre lokal spenningskonsentrasjon, redusere sannsynligheten for sprekkkjernedannelse og dermed forbedretretthetsgrenseoghøy motstand mot - syklustretthet (HCF).av legeringen.
Tilgrove - kornet nikkel --baserte legeringer, fører det lille antallet korngrenser til lett dannelse av kontinuerlige slipebånd inne i korn under syklisk belastning. Disse slipebåndene vil forårsake plastisk deformasjon og mikro---sprekker på legeringsoverflaten, og akselerere initiering av utmattelsessprekker. Som et resultat viser grove --kornede legeringer generelt lavere høy --syklustretthetsstyrke.
I trinn I, for finkornede legeringer, må sprekker kontinuerlig endre forplantningsveier når de krysser flere korngrenser, noe som forbruker en stor mengde bruddenergi og bremser forplantningshastigheten. For grove --kornede legeringer kan sprekker forplante seg langs slippretningen inne i store korn med mindre motstand, noe som fører til raskere forplantning.
I stadium II er forplantningen av utmattelsessprekker dominert av spenningsintensitetsfaktoren. På dette tidspunktet er påvirkningen av kornstørrelse svekket, men fine korn har likevel en viss fordel i å bremse sprekkforplantningen sammenlignet med grove korn. Men hvis kornstørrelsen er for liten, øker andelen korngrenser, noe som kan føre til intergranulær sprøhet under visse spenningsforhold og oppveie en del av forbedringen av utmattelsesytelsen.
Fine --kornede legeringer er utsatt forkorngrenseglidningved høye temperaturer, noe som fremskynder tretthetssvikt.
Moderat grove --kornede legeringer har bedre motstand mot korngrenseglidning, så deres lave --syklustretthetsytelse er overlegen den for finkornede --legeringer i dette scenariet.
For komponenter som er utsatt for lav - stress og høy - syklustretthet (f.eks. strukturelle deler av gassturbiner),fin - kornet struktur(kornstørrelse grad 6–8) foretrekkes for å maksimere utmattelsesgrensen.
For komponenter utsatt for høy - temperatur og lav - syklustretthet (f.eks. turbinblader),moderat grov - kornet struktur(kornstørrelse grad 2–4) er mer egnet for å balansere høy - temperaturstyrke og motstand mot utmattelsessprekker.
