31616

تاثير عمليات حرارتي پيرسازي بر ريز ساختار و سينتيك رشد فازهاي ثانويه سوپرآلياژ René 80

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد- گرايش استخراج فلزات

1388

1391/01/29

شمس الدين ميردامادي

حسين عربي

مهنسي مواد و متالورژي

هدف از اين تحقيق بررسي تغييرات ريزساختاري سوپرآلياژ Rene 80 پس از عمليات حرارتي پيرسازي وارتباط آن با استحكام اين آلياژ در درجه حرارت‌هاي كاري آن است. در اين راستا پس از بررسي منحنب‌هاي DTA مربوط به اين آلياژ، دماي مطلوب عمليات حرارتي محلول‌سازي 1150تعيين شد. پس ازانجام عمليات حرارتي محلول‌سازي بر روي تمامي نمونه ها، از كوئنچ جهت‌دار براي سريع سرد كردن نمونه ها استفاده شد. سپس عمليات پيرسازي در دماهاي 700،750،800،850 برروي نمونه‌هاي محلول‌سازي شده صورت گرفت. پس از مطالعات ريزساختاري وبررسي نتايج حاصل ازآزمايش سختي سنجي و با توجه به تشكيل كاربيدهاي در محدوده دمايي 980-760، دماي 750 به عنوان دماي بهينه پيرسازي انتخاب شد. سپس به منظوربررسي تاثيركوئنچ جهت‌دار برسينتيك پيرسازي، تمامي نمونه‌ها پس از عمليات محلول‌سازي در دماي1150به مدت 30 دقيقه، تحت عمليات پيرسازي در اين دماقرار گرفتند. سپس آزمايش سختي سنجي و مطالعات ريزساختاري بر روي نمونه‌هاي پيرسازي شده صورت پذيرفت. حداكثر سختي در حدود 452 ويكرز در دماي 750 گزارش شد كه نسبت به آلياژ پايه (بدون عمليات حرارتي) و نيز نسبت به چرخه عمليات حرارتي استاندارد افزايش قابل ملاحظه‌اي را نشان داد. نتايج حاصل نشان داد كه استفاده از كوئنچ جهت‌دارپس ازعمليات حرارتي محلول‌سازي، در مقايسه با عمليات حرارتي استاندارد وروش كوئنچ سه بعدي علاوه برافزايش سختي، باعث كاهش زمان رسيدن به حداكثرسختي (5/2 ساعت) نيزشده است. آزمايش كشش بر روي نمونه پيرسازي شده در شرايط بهينه (AC/h5/2/750/DOQ/h0.5/1150) انجام گرفت. استحكام تسليم () به طورميانگين MPa737 وازدياد طول به طور ميانگين() 5 درصد اندازه‌گيري شد. جهت بررسي نوع ونحوه توزيع رسوبات ونيز تجزيه وتحليل مقطع شكست نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) استفاده شد. تصاوير سطح شكست آزمون كشش نمونه‌هاي پيرسازي شده در دماي 750 به مدت 5/2 ساعت، نشان دهنده شكست ترد بود كه عامل اصلي ايجادترك درآن، كاربيدهاي ترد تشكيل شده درمرزدانه‌ها و حفره‌هاي انقباضي تشخيص داده شد. نتايج مطالعات ريز ساختاري نشان داد كه پس از انجام عمليات حرارتي بهينه ساختار لايه‌اي‌يوتكتيك موجود درريزساختارتجزيه شده ورسوبات با مورفولوژي مكعبي وكروي در ريزساختارتشكيل شده‌اند.

1403/08/29

effect of ageing on subtle and kinetic of secondary phase in René 80

1/1/1900 12:00:00 AM

The aim of this study is to investigate the microstructural changes of Rene 80 super alloy after aging heat treatment and its relationship with the strength of this alloy at its working temperatures. In this regard, after examining the DTA curves related to this alloy, the optimal solution heat treatment temperature was determined to be 1150. After performing solution heat treatment on all samples, directional quenching was used to rapidly cool the samples. Then, aging was performed at temperatures of 700, 750, 800, 850 on the solution-treated samples. After microstructural studies and examination of the results of the hardness test and considering the formation of carbides in the temperature range of 760-980, the temperature of 750 was selected as the optimal aging temperature. Then, in order to investigate the effect of directional quenching on the aging kinetics, all samples were subjected to aging at this temperature after solution treatment at 1150 for 30 minutes. Then, hardness testing and microstructural studies were performed on the aged samples. The maximum hardness was reported to be about 452 Vickers at 750, which showed a significant increase compared to the base alloy (without heat treatment) and also compared to the standard heat treatment cycle. The results showed that the use of directional quenching after solution heat treatment, in addition to increasing the hardness, also reduced the time to reach maximum hardness (2.5 hours) compared to standard heat treatment and 3D quenching method. Tensile testing was performed on the aged sample under optimal conditions (AC/h5/2/750/DOQ/h0.5/1150). The yield strength () was measured to be 737 MPa on average and the elongation () was measured to be 5 percent on average. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the type and distribution of precipitates and to analyze the fracture cross-section of heat-treated samples. The images of the fracture surface of tensile test samples aged at 750 for 2.5 hours showed brittle fracture, in which the main factor causing the cracks was identified as brittle carbides formed at the grain boundaries and shrinkage cavities. The results of microstructural studies showed that after optimal heat treatment, the eutectic layered structure in the microstructure was decomposed and precipitates with cubic and spherical morphology were formed in the microstructure.

پيرسازي , كشش , شكست , سوپرآلياي RENE 80 , كوئنچ جهت دار

AGEING , TENTION , FRACTURE , RENE 80 SUPER ALLOY , DIRECTIONAL QUENCH

sara panahi barjai

shamsodin mirdamadi