ارزیابی تأثیر عملیات همگن‎سازی بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ M647 در شرایط ریختگی

نویسندگان

1 استاد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‎های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

2 دانشجوی دکتری مهندسی مواد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‎های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

3 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‎های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

doi
10.22034/frj.2025.480055.1200
چکیده

سوپرآلیاژ نوین M647 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل با خواص مکانیکی عالی و شکل‌پذیری داغ خوب است که اخیرا برای استفاده در ساخت دیسک‎های موتور هواپیما توسعه یافته است. در این پژوهش، شمش ریختگی این آلیاژ بوسیله فرآیند VIM/VAR تولید گردید و اثر عملیات همگن‎سازی بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ نوین M647 مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور عملیات همگن‎سازی در دماهای ۱۱۰۰ و ۱۱۶۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ‌زمان‌های ۵ و ۱۰ ساعت انجام شد. علاوه بر این، برای بررسی تأثیر محیط سرمایش پس از عملیات همگن‎سازی، از محیط‌های هوا و آب استفاده گردید. نتایج نشان داد که در تمامی چرخه‎های همگن‌سازی انجام شده، جزایر سفید رنگ غنی از عناصر جدایش یافته و یوتکتیک‌های لایه‌ای حذف شده‌اند. همچنین، ساختار دندریتی پس از همگن‎سازی در دماهای 1100 درجه سانتی‌گراد همچنان حفظ شده است، اما با افزایش دما به 1160 درجه سانتی‌گراد و طی همان بازه زمانی، دندریتها حذف شده و هم‌زمان رشد دانه‌ها در ریزساختار مشاهده شده است. با انجام عملیات همگن‎سازی، سختی کاهش می‎یابد که با افزایش زمان همگن‎سازی، افت سختی بیشتر رخ داده است. همچنین بیشترین کاهش سختی مربوط به چرخه همگن‎سازی با محیط سرد شدن سریع در آب می‌باشد که بدلیل عدم امکان تشکیل مجدد رسوب فازγ' پس از عملیات همگن‎سازی می‎باشد. قفل شدن مرزدانه‎ها توسط ذرات فاز ثانویه کاربیدی و کربونیتریدی و اثر کشش زنر در نمونه‎های همگن‎سازی شده در دماهای بالا و زمان‌های طولانی‌تر مشاهده می‎شود. ‏