اثر عملیات انحلالی بر خصوصیات ریزساختاری ‏رسوبات ‏گاماپرایم در سوپرآلیاژ ‏IN738LC‏ ‏قبل و بعد از پیرسازی

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژیT دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج

10.22034/frj.2018.117722.1022

چکیده

سوپرآلیاژهای پایه نیکل به جهت داشتن خواص منحصر به فردشان در ساخت اجزاء مختلف توربین‌های گازی زمینی و هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در تحقیق حاضر سوپرآلیاژ IN738LC در بازه دمایی °C1090 تا °C1200 و در زمان‌های 30 تا 120 دقیقه محلول‌سازی شد. نمونه‌ها پس از محلول‌سازی در دمای °C850  به مدت 24 ساعت پیرسازی شدند. قبل و بعد از پیرسازی میکروساختار نمونه‌ها توسط میکروسکوپ‌های نوری (OM)، الکترونی روبشی (SEM) و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دما و زمان عملیات حرارتی انحلال، درصد حجمی و اندازه رسوبات گاما پرایم را کاهش می‌دهد، در حالی که درصد حجمی رسوبات گاما پرایم پس از پیرسازی افزایش و اندازه آنها کاهش می‌یابد. بررسی‌های ریزسختی‌سنجی نیز نشان دادند که سختی سوپرآلیاژ شدیدا تحت تاثیر مشخصات رسوبات می‌یاشد. با افزایش زمان محلول‌سازی و کاهش درصد حجمی رسوبات گاما پرایم، سختی کاهش و پس از پیرسازی افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Razavi S.H., Mirdamadi Sh., Szpunar J., Arabi H., Improvement of age hardening process of a nickel-base superalloy, IN-738LC, by induction aging, Materials Science, 2002, 37, 1461-1471.
[2] شجری ی.، رضوی، س.ح.، بررسی تغییرات مورفولوژیکی به وجود آمده در رسوبات g' در اثر فرآیند خزش در سوپرآلیاژ IN738LC به وسیله آزمون غیرمخرب، چهارمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مواد و متالورژی، آبان ماه 1394.
[3] Van Sluytma J.S., Pollock T.M., Optimal precipitate shapes in nickel-base g–g¢ alloys, Acta Materialia, 2012, 60, 1771-1783.
[4] Jackman L.A., Forming, fabrication and heat treatment of superalloys, in Superalloys Source Book, ASM, 1984, 217 – 233.
[5] El-Bagoury N., Waly M., Nofal A., Effect of various heat treatment conditions on microstructure of cast polycrystalline IN738LC alloy, Materials Science and Engineering: A, 2008, 487, 152–161.
[6]  قائمی ب.، عبداله‌زاده ا.، جعفریان ح.ر.، اثر سرعت سرد کردن بر اندازه، توزیع و مورفولوژی رسوبات g¢ در یک سوپر آلیاژ پایه نیکل، اولین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و انجمن ریخته‌گری ایران، 1386.
[7] Sajadi. S.A., Elahifar H.R., Farhangi H., Effects of cooling rate on the microstructure and mechanical properties of the Ni-base superalloy UDIMET 500,  Alloys and Compounds, 2008, 455, 215–220.
[8] Smallman R.E., Ngan A.H.W., Physical Metallurgy and Advanced Material, Butterworth-Heinemann, 2011, 90-93.
[9] Sarosia P.M., Viswanathana G.B., Whitis D., Millsa M.J., Imaging and characterization of fine g¢ precipitates in a commercial nickel-base superalloy, Ultramicroscopy, 2005, 103, 83-93.
[10] ساری‌صراف ا.، زارعی ح.، رضوی س.‌ح.، میردامادی ش.ا.، بررسی ریزساختاری پارامترهای مؤثر بر انحلال فاز΄γ در سوپرآلیاژ IN738LC، دومین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی ایران و جامعه ریخته‌گران ایران، آبان ماه 1387.
[11] Hosseini S.S., Nategh S., Ekrami A.A., Microstructural evolution damaged IN738LC during various steps of rejuvenation heat treatment, Alloy and Compounds, 2012, 512, 340-350.
[12] E92-16, Standard Test Methods for Vickers Hardness and Knoop Hardness of Metallic Materials, ASTM, Feb 2016.
[13] Salehi R., Samadi A., Savadkoohi M. Kh., Influence of etchants on quontitavie / qualitative evaluation of g¢ precipitates in a nickel-base superalloy, Technical Article Metallography, Microstructure and Analysis, 2012, 1, 290-296.
[14] Yang J., Zheng Q., Ji M., Sun X., Hu Z., Effect of  different C contents on the microstructure, tensile properties and stress rupture properties of IN972 alloy, Material Science and Engineering A, 2011, 528, 1534-1539.
[15] Balikci. E., Raman A., Mirshams R. A., Influence of Various Heat Treatments on the Microstructure of Polycrystalline IN738LC, Metallurgical and Materials Transaction A, 2002, 28A, 1993-1997.
[16] شجری، ی.، بررسی اثر شرایط انحلال بر ریزساختار نهایی حاصل از پیرسازی سوپرآلیاژ پایه نیکل IN738LC، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، 1395.
[17] Mitchell R.J., Preuss M., Tin S., Hardy M.C., The influence of cooling rate from temperatures above the g¢ solvus on morphology, mismatch and hardness in advanced polycrystalline nickel-base superalloys, Materials Science and Engineering A, 2008, 473, 158–165.
[18] Razavi S.H., Mirdamadi Sh., Arabi H., Szpunar J., An improved method for agehardening of a superalloy, U.S. Provisional patent, 2001, No. 60/309.
[19] Wangyaol P., Krongtong V., Tuengsook P., Hormkrajai W., Panich N., The relationship between reheat-treatment and hardness behaviour of cast nickel superalloy, GTD-111, Materials and Minerals, 2006, 16, 55-62.
[20] Yun H. S., Park J.S., An S.U., Kim J.M., Effect of heat treatment on the microstructural characteristics of IN738 turbine blade, Materials Science Forum, 2011, 695, 405-408.
[21] Porter D.A., Phase Transformation in Metals and Alloy, Chapman & Hall, 1992, 136-160.
[22] رحیمی ا.، میردامادی، ش.ا.، رضوی س.ح.، عباسی س.م.، جعفری ا.، بررسی تاثیر محیط سردایش پس از عملیات انحلال کامل و تاثیر عملیات پیرسازی بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ پایه نیکل IN100، ریخته‌گری، 1392، 103، 1-11.