اثر فرایند انجماد جهت دار بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ پایه نیکل تک کریستال نسل دوم CMSX-4

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

10.22034/frj.2019.208846.1109

چکیده

سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-4 بعنوان یکی از آلیاژهای نسل دوم تک‌کریستال ، از دهه 1990 میلادی در توربین‌های گازی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. نمونه ها در این پژوهش از شمش پلی کریستال سوپرآلیاژ CMSX-4 که توسط روش VIM و VAR ساخته شده بود و کروت های تک کریستال سوپرآلیاژ که توسط فرایند بریجمن آماده شده بودند تهیه شدند. سپس نمونه ها تحت عملیات حرارتی پیر سختی یکسان قرار گرفتند. ریز‌ساختار ریختگی نمونه‌های تک‌کریستال شامل زمینه آستنیتی با دندریت های جهت یافته در جهت رشد ترجیحی(001) به همراه مقداری یوتکتیک γ-׳γ بود. در شرایط عملیات حرارتی ، ریزساختار تک کریستال شامل فازهای منظم مکعبی ׳γ در زمینه آستنیتی به همراه مقدار کمی کاربید بود. مشخصه یابی میزان انحراف از جهت مرجح رشد دندریت توسط دو روش لاوه و RO-XRD اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میزان انحراف کریستالی نسبت به جهت رشد در هر دو روش، حدود 7 درجه است. همچنین استحکام کششی نمونه‌های عملیات حرارتی شده در شرایط دمای محیط و 870 درجه سانتیگراد به ترتیب برای ساختار ریختگی پلی‌کریستال Mpa 1162 و 392 و برای نمونه تک‌کریستال Mpa1166 و 1163 بدست آمد. مشاهدات SEM نشان داد که خواص مکانیکی سوپرآلیاژ CMSX-4 بواسطه تغییر مورفولوژی ׳γ و تغییر مکانیزم تغییر شکل در دمای بالا است.

کلیدواژه‌ها