شماره ركورد
33083
پديد آورنده
اميرحسين جعفرزاده
عنوان
بررسي اثر فلز پركن و عملياتحرارتي پس از جوشكاري تعميري بر ريزساختار و عملكرد مكانيكي جوش قوسي تنگستن-گاز سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/11/30
استاد راهنما
روحاله عشيري
استاد مشاور
محمدسعيد شهرياري
دانشكده
دانشكده مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
در اين تحقيق جوشكاري تعميري بر روي سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 939 با استفاده از سه فلز پركن IN625، IN617 و C-263 به روش جوشكاري قوسي تنگستن-گاز بررسي و ارزيابي شد. اهداف اين پروژه ابتدا تعيين پارامتر بهينهي جوشكاري، سپس بررسي اثر فلز پركن و در پايان بررسي اثر عملياتحرارتي پس از جوشكاري در نظر گرفته شد. نوآوريهاي موجود در اين پژوهش، تعيين حداكثر حرارت ورودي لازم همراه با كمترين مقدار عيوب تشكيل شده در نواحي مختلف جوشكاري و همچنين بررسي اثر سيكلهاي عملياتحرارتي پس از جوشكاري براي نمونههاي جوشكاري شده با فلزات پركن IN617 و C-263 ميباشد. نتايج به دست آمده در اين گزارش با استفاده از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، انجام آناليز EDS، انجام آزمونهاي كشش در دماي بالا و در دماي محيط، انجام آزمونهاي سختي سنجي ويكرز مورد ارزيابي ريزساختار، توزيع عناصر و عملكرد مكانيكي قرار گرفتند. در شروع كار سوپرآلياژ اينكونل 939 تحت 100000 ساعت كاركرد براي آلياژ پايه در نظر گرفته شد. در ادامه براي بهبود ريزساختار و جوشپذيري آلياژ، قطعهكار تحت عملياتحرارتي قبل از جوشكاري قرار گرفت. سپس براي تعيين حرارت ورودي بهينه، با استفاده از فلز پركن IN625، در چهار نمونهي با حرارت ورودي مختلف جوشكاري انجام شد و مشاهده شد كه استفاده از شدت جريان 60 آمپر و همچنين حرارت ورودي 30/0 كيلو ژول بر ميليمتر، موجب عدم تشكيل عيب عدم ذوب شدگي كافي و همچنين كاهش تعداد تركهاي ذوبي موجود در منطقه متاثر از حرارت ميشود. در ادامه براي بررسي اثر فلز پركن، جوشكاري با استفاده از سه فلز پركن انجام شد و با توجه به حساسيت به ايجاد تركهاي ذوبي در منطقه متاثر از حرارت، مشاهده شد كه به ترتيب نمونههاي جوشكاري شده با فلز پركن C-263، IN617 و IN625 داراي عيوب و تركهاي كمتري در منطقه متاثر از حرارت هستند. در پايان براي بهبود ريزساختار و خواص مكانيكي نواحي مختلف آلياژهاي جوشكاري شده، عملياتحرارتي پس از جوشكاري در چهار سيكل مختلف بر روي نمونهها انجام شد و خواص آنها با يكديگر مقايسه شد. با توجه به تعداد تركهاي تشكيل شده، حضور كاربيدها بر روي مرز دانهها، تغييرات پروفيل سختي در نواحي جوش، تجمع كاربيدهاي غني از عناصر آلياژي و اندازه و هندسهي ذرات γ′ در مناطق متاثر از حرارت، نمونهي جوشكاري شده با فلز پركن C-263 كه تحت سيكل عملياتحرارتي نوع دوم قرار گرفته بود، به عنوان نمونهي بهينه معرفي شد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/12/12
عنوان به انگليسي
Investigation of the Effect of Filler Metal and Post-Weld Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Performance of GTAW Welds in Nickel-Based Superalloy Inconel 939
تاريخ بهره برداري
2/18/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرحسين جعفرزاده قهدريجاني
چكيده به لاتين
In this study, repair welding on the nickel-based superalloy Inconel 939 was investigated and evaluated using three filler metals: IN625, IN617, and C-263, through the tungsten inert gas (TIG) welding method. The project's objectives were initially to determine the optimal welding parameters, followed by examining the effect of the filler metal, and finally assessing the impact of post-weld heat treatment. The innovations in this research include determining the maximum necessary heat input with the least amount of defects formed in various welding regions, as well as investigating the effects of post-weld heat treatment cycles on samples welded with IN617 and C-263 filler metals. The results obtained in this report were evaluated using optical microscopy, scanning electron microscopy, EDS analysis, high-temperature and ambient temperature tensile tests, and Vickers hardness tests to assess microstructure, elemental distribution, and mechanical performance. At the beginning, the superalloy Inconel 939 was considered for 100,000 hours of operation for the base alloy. To improve the microstructure and weldability of the alloy, the workpiece underwent pre-welding heat treatment. To determine the optimal heat input, welding was conducted with IN625 filler metal under four different heat input conditions, revealing that using a current of 60 amps and a heat input of 0.30 kJ/mm prevented the formation of insufficient fusion defects and reduced the number of hot cracks in the heat-affected zone. Subsequently, to investigate the effect of the filler metal, welding was performed with all three filler metals. It was observed that the welded samples with C-263, IN617, and IN625 filler metals exhibited fewer defects and hot cracks in the heat-affected zones, respectively. Finally, to enhance the microstructure and mechanical properties of different regions of the welded alloys, post-weld heat treatment was conducted on the samples in four different cycles, and their properties were compared. Considering the number of formed cracks, the presence of carbides at grain boundaries, variations in hardness profiles in the weld regions, the accumulation of carbide-rich alloying elements, and the size and geometry of γ′ particles in the heat-affected zones, the welded sample with C-263 filler metal subjected to the second type of heat treatment cycle was identified as the optimal sample.
كليدواژه هاي فارسي
سوپرآلياژ اينكونل 939 , اثر حرارت ورودي , اثر فلز پركن , ترك ذوبي , عملياتحرارتي
كليدواژه هاي لاتين
Inconel 939 superalloy , effect of heat input , effect of filler metal , liquation cracking , heat treatment
Author
Amir Hossein Jafarzadeh
SuperVisor
Dr.Rouholah Ashiri