تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 1، دوره 28، شماره 1 - شماره پیاپی 15، اسفند 1395، صفحه 1-12   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v28i1.31424

نویسندگان

احمد رحیمی^{* 1}؛ شمس الدین میردامادی¹؛ سیدحسین رضوی¹؛ سید مهدی عباسی²

¹دانشگاه علم و صنعت ایران

²دانشگاه مالک اشتر تهران

چکیده

هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر عملیات حرارتی شامل عملیات انحلالی و پیرسازی بر ریزساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100 شامل اندازه، کسر حجمی و مورفولوژی فازγ^ˎ اولیه و انواع کاربیدها می‌باشد. بدین منظور عملیات حرارتی با سیکل‌های انحلالی متفاوت و پیرسازی ثابت روی نمونه های شمش ریختگی این سوپرآلیاژ انجام گرفت و ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و نوری بررسی شد. نتایج نشان داد نمونه ای که سیکل عملیات انحلالی کامل در 2 ساعت و 1210 درجه سانتیگراد را قبل از انحلال جزئی در 4 ساعت و 1080 درجه سانتیگراد و پیرسازی در 10 ساعت و 900 درجه سانتیگراد طی کرده است، ریزساختار مناسبی از نظر مورفولوژی، کسر حجمی و اندازهγ^ˎ را دارا می باشد. در این نمونه مورفولوژی فاز رسوبی/ اولیه به حالت مناسب مکعبی رسیده و همچنین درصد حجمی این فاز حدود 45 درصد است که در مقایسه با دیگر نمونه ها افزایش قابل توجهی دارد. کاربیدهای مرزدانه ای در طی این سیکل به صورت منقطع تشکیل و کاربیدهای MC مورفولوژی مناسب کروی را بدست می آورند. همچنین، نتایج نشان داد در بین دماهای مختلفی که در این تحقیق برای انحلال فاز رسوبی در زمان ثابت 2 ساعت مورد بررسی قرار گرفت، دمای 1210 درجه سانتیگراد ریزساختار مناسب از نظر اندازه و مورفولوژی فازγ^ˎ اولیه را به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها

سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100؛ عملیات حرارتی انحلالی؛ γ^؛ اولیه؛ کاربیدها؛ دمای انحلال

سایر فایل های مرتبط با مقاله

1-Rahimi_AK_EDITS.pdf

مراجع

Reed R.C., "The selection of materials for high-temperature applications", The Superalloys Fundamentals and Applications. New York, Cambridge University Press, ch.1, sec.3, pp.14-28, (2006).

2. Doherty B.H, Piearcey B.J., “Tensile and Creep Properties of the Nickle-Base Superalloy IN100”, ActaMettallurgica, Vol. 239, pp.1209-15, (1967).

3. Jin W., Li T., Yin G., “Research on IN100 superalloy ingots”, Science and Technology of Advanced Materials, pp.1–4, (2008).

4. Jovanovic M.T., Tadic S., “Influence of High Temperature Exposure on the Microstructure and Creep Resistance of IN100 Superalloy”, Materials characterization, Vol. 30, pp. 3-12, (1993).

5. R.J. Mitchell, M. Preuss , S.Tinand M.C. Hardy .The influence of cooling rate from temperatures above the γ^ˎ solvus on morphology, mismatch and hardness in advanced polycrystalline nickel-base superalloys. Materials Science and Engineering A, vol. 473, pp.158–165, (2008).

6 .W.E.Voice and R.G.Faulkner. Carbide Stability in Nimonic 80A. Metal. Trans. A, vol. 16, pp. 511-20, (1985).

7. Safari J., Nategh S., “On the heat treatment of Rene80 nickel-base superalloy”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 176, pp. 240-50, (2006).

8. Sajjadi S.A., Zebarjad S.M., Guthrie R.I., Isac M., “Microstructure evolution of high-performance Ni-Base superalloy GTD-111 with heat treatment parameters”, Journal of Materials Processing Technology, Vol.175, pp. 376-81, (2006).

9. Sajjadi S.A., Nategh S., Guthery R.I., “The Study of Microstructure and Mechanical Properties of High Performance Ni-base Superalloy GTD111”, Materials Science and Engineering A, Vol. 325, pp.484–489, (2002).

10. Yang C., Xu Y., Nie H., Xiao X., Jia G., Shen Z., “Effects of heat treatments on the microstructure and mechanical properties of Rene 80”, Materials and Design, Vol. 43, pp.66-73, (2013).

11. Heilmaier M., Leetz U., Reppich B., “Order strengthening in the cast nickel-based superalloy IN100 at room temperature”, Materials Science and Engineering A, Vol. 319–321, pp. 375-378, (2001).

12. Miura N., Kondo Y., Kubushiro K., Takahashi S., “Change in microstructure at grain boundaries with creep deformation polycrystalline nickel-based superalloy IN100 at 1273 °K”, Advanced Materials Research, Vol. 278, pp. 132-37, (2011).

13. Kozar R.W., Suzuki A., Milligan W.W., Schirra J.J., Savage M.F., Pollock T.M., “Strengthening Mechanisms in Polycrystalline Multimodal Nickel-Base Superalloys”, Metallurgical and Materials Transaction A, Vol. 40A, pp. 1588-1603, (2009).

14. SoaresAzevedo e Silva P.R., Baldan R., Nunes C.A., CarvalhoCoelhoa G., Matos da Silva Costa A., “Solution heat-treatment of Nb-modified MAR-M247 superalloy”, Materials Characterization, Vol. 75, pp. 214-19, (2013).

15. Metals Handbook, “Wrougth and P/M superalloys", Properties and characteristics of Nonferrous Metals. ASM, Vol.1, 10th ed., pp. 950-985.

16. سجادی. س.ع. "تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی روی ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111"، چهارمین کنگره انجمن مهندسین متالورژی ایران، دانشگاه تهران، 1379.

17. Rahmani Kh., Nategh S., "Low cycle fatigue mechanism of Rene 80 at high temperature–high strain", Materials Science and Engineering A, Vol. 494, pp. 385–390, (2008).