0
04136674922

بررسی ریزساختار سوپرآلیاژ اینکونل ۷۱۸ در حالت های ریختگی و همگن سازی شده

سوپر آلیاژ اینکونل ۷۱۸ پرمصرف ترین سوپر آلیاژ پایه ی نیکل ریختگی است که فاز اصلی تقویت کننده ی آن در فرایند رسوب سختی، ترکیب بین فلزی گاما دبل پرایم (Ni3Nb) است که از حضور مقدار زیادی عنصر نیوبیوم (درحدود ۵ درصد وزنی) در این آلیاژ به دست می آید. همچنین این آلیاژ حاوی عناصر تقویت کننده ی دیگر همچون مولیبدن و تیتانیم است.

ریزجدایش بین بازوهای دندریتی و همچنین تشکیل فازهای ناخواسته همچون فاز لاوه نتیجه ی حضور این عناصر آلیاژی می باشد که پیامدهایی همچون کاهش عمر خستگی و عملکرد مکانیکی آلیاژ را به دنبال دارد. فاز لاوه مقدار زیادی از عنصر نیوبیوم زمینه را مصرف می نماید و فازی ترد و شکننده است. بنابراین حضور فاز لاوه با این درصد بالای عنصر نیوبیوم، به دلیل کاهش محتوای نیوبیوم در زمینه که مورد نیاز برای تشکیل فاز تقویت کنندهی گاما دبل پرایم است، موجب کاهش توانایی رسوب سختی آلیاژ می شود. همچنین ساختار یوتکتیکی آستنیت افاز لاوه نقطه ی ذوب کمتری نسبت به زمینه دارد و لذا دمای عملیاتی آلیاژ را به دمای ۱۱۷۶ درجه سانتیگراد محدود می نماید. قرار گرفتن آلياژ در معرض درجه حرارت های بالا به عنوان عملیات حرارتی همگن سازی شناخته می شود و نقش مهمی در به دست آوردن ساختاری همگن و عاری از ریز جدایش عناصر آلیاژی و فازهای مضری همچون فاز لاوه که در فرآیند انجماد ایجاد می شوند، بازی می کند.

در حالی که رفتارهای انجمادی سوپر آلیاژها تاکنون توجه زیادی را به خود جلب کرده است و کارهای زیادی در مورد آن ها انجام شده است، اما تفسیر حضور فازهای ایجاد شده (مانند فاز لاوه) در فرآیند انجماد و ترکیب شیمیایی آن ها نیاز به کار تجربی بیشتری دارد. در این راستا، تحقیق حاضر پیرامون رفتار انجمادی و عملیات همگن سازی سوپر آلیاژ اینکونل ۷۱۸ تعریف شده است.

مقاله کامل این تحقیق که در نشریه مهدسی متالورژی (دوره ۲۲-شماره ۴- زمستان ۹۸) چاپ شده است، در پایین این نوشته قابل دریافت به صورت فایل pdf از وب سایت عصر مواد است. قبل از آن توضیحاتی در خصوص روش تحقیق در پژوهش و نتایج آن ارائه می شود. در ضمن این مقاله اثری از آقایان محمدجواد سهرابی و دکتر حامد میرزاده است.

در این پژوهش، شمش سوپر آلیاژ اینکونل ۷۱۸ با ترکیب شیمیایی زیر (بر حسب درصد وزنی) توسط ذوب مجدد در قوس الکتریکی تحت خلاء و انجماد در قالب مسی آبگرد با ابعاد ۶۰ در ۲۵ در ۱۰ میلیمتر آماده شد.

Ni – 18.9Fe – 17.5 Cr – 5Nb – 2.9Mo – 1Ti – 0.02C

سپس عملیات حرارتی همگن سازی در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۵ ساعت در کوره مافلی بدون اتمسفر کنترل شده انجام شد. نمونه های متالوگرافی پس از آماده سازی سطحی توسط روش های معمول آزمایشگاهی توسط محلول Kalling با ترکیب ۱۰۰ سی سی HCl، ۵ گرم CuCl2 و ۱۰۰ سی سی اتانول اچ شده اند. میکروسکوپ نوری Olympus Vanox و میکروسکوپ الکترونی روبشی FEI 450 Nova جهت مطالعه ی ریزساختاری مورد استفاده قرار گرفته اند. جهت تجزیه و تحلیل عنصری از روش طیف سنجی پراکندگی انرژی موجود در میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد.

 

در این پژوهش:

۱- حضور ساختار یوتکتیک آستنیت فاز لاوه و کاربیدها بر اساس نمودار فازی و ریزجدایش عناصر نیوبیوم و مولیبدن بین بازوهای دندریتی زمینه ی آستنیتی مشخصه یابی و تایید شد.

۲- در ساختار پوتکتیکی مقدار عنصر نیوبیوم برحسب درصد وزنی برابر با ۲۰ تخمین زده شد که بسیار بالاتر از مقدار متناظر آن در ترکیب شیمیایی آلیاژ پایه یعنی ۵ می باشد که مربوط به جدایش عنصر نیوبیوم به نواحی بین دندریتی می باشد و موجب تشکیل ساختار یوتکتیک آستنیت فاز لاوه م یشود.

۳- بر اساس تجزیه و تحلیل عنصری، فاز لاوه Ni2Nb و کاربید MC مشخصه یابی شدند.

۴- انحلال فاز لاوه و ناپدید شدن ساختار دندریتی به عنوان نتیجه ی عملیات همگن سازی دمای بالا به علت نفوذ بازگشتی عناصر جدایش یافته مشخصه یابی شد.

 

علاقمندان و کاربران محترم وب سایت عصر مواد می توانند این مقاله را از لینک زیر دریافت نمایند:

 

بررسی ریزساختار سوپرآلیاژ اینکونل ۷۱۸ در حالت های ریختگی و همگن سازی شده

 

فرمت: PDF

تعداد صفحه: ۶

زبان: فارسی

حجم: ۲٫۸ مگابایت

لینک دانلود از وب سایت مجله مهندسی متالورژی:

 

 

 

 

 

 

ارسال دیدگاه