اثر فرایند انجماد جهت دار بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ پایه نیکل تک کریستال نسل دوم CMSX-4
نویسندگان
1 دانشیار، پژوهشکده مواد فلزی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
2 استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
doi
10.22034/frj.2019.208846.1109چکیده
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. نمونهها در این پژوهش از شمش ریختگی سوپرآلیاژ CMSX-4 که توسط روش VIM و VAR ساخته شده بود استفاده شد. کروتهای تککریستال سوپرآلیاژ فوق توسط فرایند انجماد جهت دار در کوره خلا به روش بریجمن ساخته شدند. سپس نمونهها تحت عملیات حرارتی حل سازی و پیر سختی یکسان قرار گرفتند. ریزساختار ریختگی سوپرآلیاژ تککریستال شامل دندریتهای جهت یافته در جهت رشد ترجیحی (001) به همراه مقداری فاز یوتکتیک ׳γ/γ است. در شرایط عملیات حرارتی، ریزساختار تککریستال شامل فازهای منظم مکعبی ׳γ در زمینه آستنیتی به همراه مقدار کمی کاربید است. مشخصه یابی میزان انحراف از جهت مرجح رشد دندریت توسط دو روش لاوه و RO-XRD حدود 7 درجه اندازه گیری شد. استحکام کششی نمونههای عملیات حرارتی شده در شرایط دمای محیط و دمای 870 درجه سانتیگراد به ترتیب برای ساختار ریختگی پلیکریستال MPa 1162 و 392 و برای نمونه تککریستال MPa1166 و 1163 بدست آمد. مشاهدات تصاویر SEM نشان داد که افزایش استحکام گرم سوپرآلیاژ تککربستال به واسطه حذف مرز دانه و تغییر مورفولوژی ׳γ در دمای بالا است.