بررسي تاثير فشار ايزواستاتيك گرم (HIP) بر ريزساختار و خواص تنش گسيختگي سوپر‌آلياژ پايه نيكل CMSX4

كارشناسي ارشد

اغلب سوپرآلياژها مخصوصا سوپرآلياژهاي پايه نيكل به دليل توانايي حفظ خواص مكانيكي خود در دماي بالا (Tm5/0T≥) و مقاومت به اكسيداسيون و خوردگي داغ،‌ موادي بسيار مطلوب براي كار در توربين‌هاي زميني و هوايي هستند. در اين تحقيق اثر فرآيند فشار ايزواستاتيك گرم (HIP) بر ريزساختار و خواص خزشي سوپر آلياژ پايه نيكل CMSX4 كه به روش انجماد جهت‌دار و به صورت تك كريستال توليد شده است بررسي شده است. قابل ذكر است كه خواص خزشي اين سوپر آلياژ بعد از ريخته‌گري و اعمال عمليات حرارتي استاندارد از پيش تعيين شده و بعد از اعمال فرآيند HIP در شرايط MPa103°C/1288 به مدت 6 ساعت مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه بعد از اعمال عمليات HIP، كسر حجمي حفرات انقباضي از 35/0‌% به 07/0‌% تغيير مي‌كند. در ضمن تعداد و اندازه متوسط اين حفرات نيز به طور محسوس كاهش مي‌يابد. همچنين فرآيند HIP تاثير قابل ملاحظه‌اي بر مورفولوژي رسوبات 'γ داشته و شكل آن‌ها را از حالت چند وجهي‌هاي بي‌نظم با سطوح ناصاف به صورت چند وجهي‌هاي منظم با گوشه‌هاي گرد تبديل مي‌كند. متوسط اندازه رسوبات 'γ از µm1 قبل از اعمال فرآيند HIP به µm3/0 بعد از اعمال اين فرآيند تغيير مي‌كند. فرآيند HIP نه تنها باعث اصلاح اندازه، توزيع و شكل رسوبات 'γ و كاهش حفرات انقباضي مي‌شود بلكه همچنين موجب به تعويق افتادن جوانه‌زني ترك در ريزساختار شده است. در نتيجه طول عمر تنش-گسيختگي و كرنش خزشي تك كريستال CMSX4 در دماي °C980 و تنش ثابت MPa300 به ترتيب از حدود 64 ساعت و 7/23‌% به حدود 77 ساعت و 4/29‌% افزايش يافته است. اين افزايش نسبتا قابل ملاحظه است.

194119

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ميرك

شناسايي، انتخاب و روش ساخت مواد مهندسي

دكتر حسين عربي - دكتر حسن ثقفيان