ارزيابي رفتار تغيير شكل داغ سوپرآلياژ پايه نيكل Udimet 720

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

هدف از اين پژوهش ارزيابي رفتار تغيير شكل داغ سوپرآلياژ پايه نيكل Udimet720 و شناخت محدوده دمايي مناسب براي اعمال تغيير شكل داغ در فرايندهايي مانند نورد و فورج شعاعي است. بدين منظور پس از تعيين تركيب شيميايي آلياژ، شمش اوليه با قطر 95 ميليمتر با استفاده از ذوب، آلياژسازي و ريخته گري تحت خلأ تهيه شد. عمليات همگن سازي در دماها و زمان هاي مختلف انجام شد و دما و زمان مطلوب به دست آمد. دماي انحلال فاز γ′ با تركيب شيميايي Ni3Al توسط روش ديلاتومتري تعيين شد. آزمون هاي فشار داغ پيوسته در محدوده دمايي oC1050-1150 و نرخ كرنش هاي ثابت 0.001 و 0.01s-1 و مقدار كرنش 0.7 انجام گرفت. آزمونهاي فشار داغ چند مرحله اي در نرخ كرنش هاي ثابت 0.01 , 0.1s-1 در چهار مرحله از دماي 1125 تا 1050oC با زمانهاي بين مرحلهاي 30، 60، 120 و 240 ثانيه و كرنش 0.2 در هر مرحله انجام شد. نمودارهاي تنش-كرنش حقيقي در دماها و زمانهاي مختلف ترسيم شد و ريزساختارهاي حاصل با استفاده از ميكروسكوپ هاي نوري و الكتروني مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد همگن سازي مطلوب قبل از تغيير شكل داغ براي اين آلياژ در دماي 1150oC انجام مي شود. انحلال رسوبات γ′ نيز تقريباً در دماي 1150oC اتفاق مي افتد. نتايج آزمايش هاي فشار داغ پيوسته نشان داد كه اين آلياژ از شكل پذيري پاييني برخوردار بوده و انجام تغيير شكل به صورت پيوسته تا كرنش 0.7، بر روي نمونه ريختگي باعث ايجاد ترك و يا تخريب نمونه مي شود. نتايج حاصل از آزمونهاي فشار داغ چند مرحله اي نشان داد، افزايش تنش سيلان در هر مرحله به دليل كاهش ميزان تبلور مجدد در اثر افت دما و افزايش ميزان رسوبگذاري رسوبات γ′ است. تغيير شكل در دماي 1150oC باعث تخريب نمونه شد و لذا شروع تغيير شكل بايد در دماهاي پايين تر انجام گردد. نتايج نشان داد بر همكنش تبلور مجدد و رسوبگذاري باعث مي شود انجام تغيير شكل در دماهاي پايين تر از 1075oC با افزايش قابل ملاحظه تنش سيلان همراه باشد. در زمانهاي بين مرحله اي كوتاه (30 ثانيه) و طولاني (240 ثانيه) تنش سيلان افزايش زيادي داشت و زمان بهينه در زمانهاي متوسط 60 و 120 ثانيه به دست مي آيد. ريزساختار آلياژ پس از تغيير شكل چند مرحله اي، به صورت دانه هاي كشيده شده در جهت اعمال نيرو بود. اين ساختار در نرخ كرنش 0.01s-1 حاوي دانه هاي تبلور مجدد يافته به صورت جزئي بود و در نرخ كرنش 0.1s-1 كسر دانه هاي تبلور مجدد يافته كمتر شد. محدوده دمايي مناسب براي تغيير شكل داغ آلياژ Udimet720 در محدوده دمايي 1075 تا 1125oC براي نرخ كرنش هاي 0.01 , 0.1s-1 به دست آمد.

220609

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان