20119

۲۰۱۱۹

بررسي رفتار كار گرم سوپرآلياژ پايه نيكل Haynes230 و تأثير آن بر ريزساختار و خواص مكانيكي

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

۹۴-۹۵

۱۳۹۷/۷/۱۴

دكتر حسين عربي - دكتر سيد مهدي غباسي

دكتر مريم مركباتي

مواد و متالورزي

هدف از پژوهش حاضر، بررسي رفتار كارگرم سوپرآلياژ پايه نيكل Haynes230 و تأثير آن بر ريزساختار و خواص مكانيكي است. رفتار تغيير شكل گرم و كارپذيري گرم اين آلياژ در اين پژوهش با استفاده از آزمايش‌هاي كشش گرم، تعيين معادلات بنيادي حاكم بر فرآيند تغيير شكل گرم و همچنين تأثير نورد گرم آلياژ در شرايط بهينه بر رسيزساختار و خواص مكانيكي مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمايش كشش گرم در محدوده دمايي ℃1000 تا ℃1200 با نرخ‌هاي كرنش مختلف 1-S01/0، 1-S1/0 و 1-S1 و همچنين نورد گرم در دماي بهينه حاصل از نتايج كشش گرم در دماي ℃1150 و با اعمال كاهش سطح مقطعي به ميزان 10‌%، 20‌% و 30‌% به ترتيب طي 2، 4 و 6 پاس انجام شد. همچنين بررسي‌هاي ريزساختاري و شكست نگاري با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) انجام شد. نتايج بررسي‌هاي انجام شده نشان داد كه حداكثر داكتيليته گرم در محدوده دمايي ℃1100تا ℃1150حاصل مي‌شود و تبلورمجدد ديناميكي در محدوده دمايي حداكثر داكتيليته، به طور كامل اتفاق مي‌افتد. نتايج شكست نگاري نشان مي‌دهد كه نوع شكست در دماهاي ℃1000 تا ℃1150 شكست نرم است و در دماي ℃1200 ترك‌هايي در مرزدانه‌ ايجاد شده كه منجر به افت شديد داكتيليته گرم و شكست ترد شده است. مقدار انرژي فعال‌سازي تغيير شكل گرم mol/kj391 محاسبه شد. همچنين نتايج بدست آمده از نمونه‌هاي نورد گرم شده نشان داد كه با افزايش مقدار كرنش در نورد گرم از 10% تا 30%، كسر حجمي دانه¬هاي تبلور¬مجدد ديناميكي افزايش مي‌يابد همچنين منجربه ريز¬تر شدن دانه¬هاي تبلورمجدد يافته در ريز¬ساختار و افزايش تنش تسليم و استحكام كششي سرد شده است.

1397/12/13

Investigation of hot working behavior of Haynes230 nickel base superalloy and its effect on microstructure and mechanical properties

3/4/2019 12:00:00 AM

The purpose of this study was to investigate the hot deformation behavior of Haynes230 nickel-base superalloy and the effect change in microstructure on tensile properties of this alloy. For this purpose, the hot deformation behavior of the alloy was investigated by using hot tensile test and drowing special constitutive equations for hot rolling under optimal conditions obtained from the tensile test. Hot tensile tests were carried out at a temperature range 1000 ℃ -1200 ℃ under different strain rates 0.01s-1, 0.1s-1 and 1s-1.Hot rolling eas performed at optimal temperature obtained from the results of hot tensile test (r.e. 1150 ℃) for various cross sectional area reduction of 10%, 20% and 30% after applying a number of different passes of 2, 4 and 6 respectively. Microstructural and fracture studies were performed using Optical and Scanning Electron Microscopes. The results showed that maximum hot ductility was achieved at a temperature range of 1100℃ to 1150℃. Dynamic recrystallization occurred compeletly above 1000℃, butby increasing temperature to 1200℃ the amount of grain growth become considerable. Intergranular crack caused a sharp drop in hot ductility. The amount of activation energy of the deformation was calculated as 391mol / Kj. Also, the results of hot-rolled samples showed that an increase in strain caused a smaller amount at grains recrystallization in the microstructure and an increase in the tensile strength. In general, the results obtained in this study indicate that the temperature range 1100°C-1150 °C is very beneficial for hot rolling for this alloy.