بررسی فازهای موجود در یک سوپرآلیاژ ریختگی پایه کبالت Co-Al-W با استفاده از روشهای تجربی و نرمافزار JMatPro
نویسندگان
1 استاد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی مواد و پلیمر، دانشکده مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری
doi
10.22034/frj.2018.120874.1030چکیده
تقاضا برای افزایش راندمان توربینهای گازی، محرک اصلی برای توسعه نسلهای جدید مواد دمای بالاست. در این راستا سوپرآلیاژهای جدید پایه کبالت Co-Al-W حاوی فاز استحکام بخش 'γ که پتانسیل مناسبی جهت بکارگیری در دمای بالا دارند مورد توجه قرار گرفتهاند. هدف اصلی این تحقیق بررسی فازهای ایجاد شده در یک سوپرآلیاژ ریختگی چند عنصری از این خانواده، با استفاده از روشهای تجربی و نرمافزار JMatPro است. به این منظور پس از طراحی آلیاژ، عملیات ریختهگری آن در کوره VIM انجام شد. آلیاژ با استفاده از SEM-EDS، FE-SEM، XRD و DSC مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که در زمینه آلیاژ ریختگی (فاز γ)، تنها فاز 'γ و کاربیدهای MC (غنی از تیتانیم و تنگستن) حضور دارند. نتایج نرمافزار به خوبی حضور فازهای مذکور و دماهای تشکیل آنها را پیشبینی کرد. به علاوه نتایج نرمافزار نشان داد که فاز µ باید در ریزساختار آلیاژ وجود داشته باشد. طبق نتایج و پیشبینیهای نرمافزار، عملیات حرارتی در دمای 900 درجه سانتیگراد و زمان 48 ساعت انجام شد و فاز غنی از تنگستن µ در ریزساختار به وجود آمد. نتایج نشان داد که از نظر ترمودینامیکی تشکیل فاز µ لازم است اما تامین شرایط سینتیکی در تشکیل آن نقش مهمی دارد.