11892

بررسي ريزساختار و خواص خستگي سوپرآلياژهاي پايه كبالت

1398

دكتر حسين عربي - دكتر سيد حسين رضوي

صنعت سوپرآلياژها با اقتباس از آلياژ پايه كبالت ويتاليوم كه در دندانپزشكي مورد استفاده قرار مي¬گرفت، پديد آمد تا نياز به استحكام دماي بالا در موتورهاي هواپيما را تأمين كند. خيلي زود سوپرآلياژهاي پايه كبالت به ماده اصلي براي كاربري توربوشارژرها و توربين¬هاي گازي تبديل شدند و به طور گسترده در پره¬هاي ثابت و متحرك مورد استفاده قرار گرفتند. پس از آن، توسعه سوپرآلياژهاي پايه نيكل استحكام يافته با فاز گاما پرايم (´γ) كه تحت خلاء ذوب و ريخته¬گري مي¬شدند، باعث شد سوپرآلياژهاي پايه نيكل به طور گسترده¬اي در كاربردهايي كه به قابليت مكانيكي و محيطي دماي بالا نياز دارند، مورد استفاده قرار بگيرند. در مقابل، كاربرد آلياژهاي پايه كبالت متداول به دليل كمبود مكانيزم¬هاي استحكام¬بخش دما بالاي مؤثر، به اجزاي ساكن مانند پره¬هاي ثابت توربين و محفظ احتراق محدود شد. با اين حال، در حال حاضر با پيشرفت تكنولوژي و تمايل به افزايش كارايي، درجه حرارت در موتورهاي توربيني به طور پيوسته در حال افزايش است و از طرفي امكان توسعه قابليت دمايي سوپرآلياژهاي پايه نيكل با افزايش كسر فاز ´γ، دماي انحلال يا با افزودن عناصر ديرگداز محدود شده است. در اين راستا اخيراً سوپرآلياژهاي پايه كبالت Co-Al-W حاوي فاز بين فلزي ´γ كه خواص مكانيكي مناسب‌تري نسبت به سوپرآلياژهاي پايه كبالت متداول دارند معرفي شده‌اند. ريزساختار و خواص منحصر بفرد ايجاد شده در اين آلياژها موجب شده تا تحقيقات زيادي در زمينه سوپرآلياژهاي جديد پايه كبالت Co-Al-W انجام شود. تحقيقات نشان داده است كه اين سوپرآلياژها خواص مكانيكي مشابه سوپرآلياژهاي پايه نيكل پيشرفته از خود بروز مي¬دهند و از آن¬ها به عنوان نسل بعدي مواد دماي بالا ياد مي¬گردد. سوپرآلياژها از پيچيده¬ترين آلياژهايي هستند كه تا كنون توسعه يافته¬اند و حاوي عناصر آلياژي متعدد و فازهاي گوناگوني هستند كه اثرات مكانيكي مهمي دارند. در پژوهش حاضر، تركيب شيميايي و ريزساختار سوپرآلياژهاي پايه كبالت از جمله فازهاي موجود و تأثير عناصر آلياژي بر ايجاد اين فازها و هم¬چنين خواص خستگي اين سوپرآلياژها مورد مطالعه قرار گرفته است.

6/22/2021 12:00:00 AM

78374

1402/01/19

Investigation of the microstructure and fatigue properties of the cobalt base superalloys