13783

بررسي ريزساختار، خواص مكانيكي و حساسيت به عيوب فرآيندي سوپرآلياژ Hastelloy-x توليد شده به روش ذوب گزينشي ليزري

1401

سيد حسين رضوي، روح اله عشيري

ميثم خدابخشي

سوپر آلياژها، از جمله گروه پايه نيكل، گروهي از آلياژها هستند كه به دليل مقاومت مناسب در برابر اكسيداسيون، محدوده شكل پذيري مناسب و خواص مكانيكي آنها در دماي بالا (به ويژه خواص خزشي)، در صنايع مختلف و به طور خاص صنايع هوايي و نيروگاهي كاربردهاي گسترده اي دارند. علت اصلي خواص منحصر بفرد در سوپرآلياژها به ويژه سوپرآلياژهاي پايه نيكل، وجود فازهاي متفاوت در اين گروه از آلياژهاست كه از جمله اين فازها مي توان به فازهاي گاما (γ)، گاما پرايم (γ́)، كاربيدها (MC، M6C و M23C6 ) و بوريدها و ديگر فازها همانند فازهاي σ، μ و لاوه اشاره نمود. اين خواص از يك طرف، و از طرفي مزاياي روش ساخت افزايشي، تمايل به توليد اين گروه از سوپرآلياژها با روش هايي از جمله ذوب گزينشي ليزري را افزايش داده است. سوپرآلياژ Hastelloy-X از زير مجموعه سوپرآلياژهاي پايه نيكل است كه در محدوده دمايي 650 تا 1000 درجه سانتيگراد و در قطعات مختلف توربين ها از جمله سوخت گردان ها محفظه هاي احتراق توربين و يا اجزاي چرخانه ها با سرعت گردش بالا استفاده مي شوند. Hastelloy-X عمدتاً به صورت عمليات حرارتي شده و با بهره گيري از مكانيزم مقاوم شدن محلول جامد مورد استفاده قرار مي گيرند. روش ساخت افزايشي ذوب گزينشي ليزري قطعات از جنس Hastelloy-X با چالش تعيين پارامترهاي مناسب فرآيند جهت رسيدن به بهترين خواص مكانيكي روبرو است. از بين اين پارامترها، چهار پارامتر توان ليزر، سرعت اسكن، ضخامت لايه پودر و فاصله همپوشاني به دليل تاثير بر دانسيته انرژي حجمي، از طريق ميزان عيوب تشكيل شده به طور مستقيم بر ريزساختار و از اين طريق بر خواص مكانيكي قطعات تاثير دارند. تعيين پارامترهاي فوق از طريق فرآيندي با عنوان "پارامترگيري" انجام و نتيجه كار نموداري با عنوان "پنجره فرآيندي" مناسب جهت توليد قطعات با كمترين ميزان عيوب و در نتيجه خواص مكانيكي مطلوب و بهينه است. مرور منابع نشان مي دهد، در قطعات از جنس سوپرآلياژ Hastelloy-X حساسيت به ايجاد ترك و تخلخل بسيار زياد است و در زمان تعيين محدوده هاي هر كدام از پارامترهاي فرآيندي ساخت افزايشي مي بايست جوانب كار در اين خصوص را لحاظ نمود. در هر صورت، به دليل كاربردهاي مورد اشاره براي سوپرآلياژ Hastelloy-X ، تعيين پارامترهاي مناسب فرآيندي، ميزان عيوب و خواص مكانيكي از اهميت ويژه اي برخوردار بوده و مطالعه و بهينه سازي پارامترهاي مذكور، تعيين ميزان عيوب قابل قبول و مسير رسيدن به خواص مكانيكي مطلوب شرايط سرويس، در اين نوشتار مورد توجه است.

9/11/2023 12:00:00 AM

83842

1403/07/12

Investigating the microstructure, mechanical properties and sensitivity to process defects of Hastelloy-x superalloy produced by selective laser melting

سوپرآلياژ Hastelloy-X ، ذوب گزينشي ليزري، خواص مكانيكي

Hastelloy-X superalloy, selective laser melting, mechanical properties