اثرات ریزساختار بر خواص خزشی یک سوپرآلیاژ جدید با پایه Ni-Co
چکیده
اثرات ریزساختار بر رفتار خزشی در یک سوپرآلیاژ جدید با پایه Ni-Co مورد بررسی قرار گرفته و دو ریزساختار با عملیات‌های حرارتی متفاوت بدست آمده‌اند. نتایج حاکی از آن است که ریزساختار خنک شده با هوا، مشتمل بر γ' کروی بزرگ و γ' کروی کوچک، به آهنگ خزش پایین و کرنش خزش اندکی منجر می‌گردند. کانال γ و مورفولوژی γ'، دو عامل اصلی برای وجود این تفاوت‌ها می‌باشند. مقدار کانال γ و γ' فلاوری بزرگ در ریزساختار با خنک‌سازی کُند، باعث لغزش آهسته نابجایی در ماتریس γ شده و رسوبات γ' با تنش پایین را کاهش می‌دهد.
1. مقدمه
سوپرآلیاژ جدید با پایه Ni-Co به طور عمده برای استفاده در موتورهای هواپیما و دیسک توربین‌های گازی طراحی شده است. روتورهای دیسک در کمپرسورهای فشار بالا، دماها و تنش‌های بالا را همساز می‌سازند. بنابراین، آلیاژ موردنظر باید دارای ظرفیتی ذاتی برای حفظ استحکام و مقاومت در برابر خزش باشد. مقاومت در برابر خزش، یکی از شاخص‌های عملکرد مهم برای این آلیاژ به شمار می‌آید.
نتیجه‌گیری
آزمون خزش سوپرآلیاژ جدید با پایه Ni-Co پس از دو عملیات حرارتی در دمای ℃ 760 و فشار MPa 630 به اجرا گذاشته شده است. تاثیر عملات حرارتی بر عملکرد خزش مورد بررسی قرار گرفته و نتایج زیر بدست آمده‌اند:
- ریزساختار خنک‌سازی شده با هوا، مشتمل بر γ' کروی بزرگ و γ' کروی کوچک، به سرعت خزش و کرنش خزش پایینی منجر شده است. در همین حال، ریزساختار با فرایند خنک‌سازی آهسته مشتمل بر γ'فلاوری بزرگ و γ' کروی کوچک به سرعت خزش و کرنش خزش بالایی منجر گردیده‌اند.
- پهنای کانال ماتریس γ و مورفولوژی γ'، دو عامل مهم برای اختلاف در رفتار خزش می‌باشند. زمانی که کانال γ در نمونه تحت فرایند خنک‌سازی آهسته، بزرگ است دررفتگی، لغزیده و به آسانی از مسیری فرعی عبور می‌نماید که همین عامل به سرعت خزش و کرنش خزشی بالا منجر شده و در نمونه خنک‌سازی شده با هوا، عکس این حالت صادق می‌باشد.
- زمانی که γ' به مورفولوژی فلاوری رشد می‌نماید همدوسی خود با ماتریس γ' را از دست می‌دهد. تقویت حاصل از میدان کرنشی ناشی از عدم‌انطباق بین γ' و ماتریس γ ناپدید شده و کاهش دررفتگی فلاوری γ' از دررفتگی γ' کروی، بسیار ساده‌تر صورت خواهد گرفت.
Abstract
The effects of microstructure on the creep behavior in a new developed Ni-Co base superalloy were investigated and two microstructures were obtained by different heat treatments. The results show that the air cooling microstructure, consisting of large spherical γ′ and small spherical γ′, resulted in a slow creep rate and small creep strain. While the slow cooling microstructure, consisting of large flowery γ′ and small spherical γ′, resulted in a fast creep rate and large creep strain. The γ channel and γ′ morphology are two main factors for these differences, the large γ channel and flowery γ′ in the slow cooling microstructure causing the dislocations slip easily in the γ matrix and cut into the γ′ precipitates with low stress.
1 Introduction
The newly developed Ni-Co base superalloy is designed to mainly use in aero engine and the gas turbine disk. The disc rotors in the high pressure compressor accommodate higher temperatures and stresses. Therefore, the alloy must possess the inherent capacity to retain strength and resistance to creep, while the creep resistance is an important performance index for this alloy.
Conclusion
The creep test of the new developed Ni-Co base superalloy after two different heat treatments were conducted at 760 ℃ 630 MPa. The effect of heat treatment on the creep performance was discussed and following conclusions were drawn:
(1) The air cooling microstructure, consisting of large spherical γ' and small spherical γ', resulted in a slow creep rate and small creep strain. While the slow cooling microstructure, consisting of large floweryγ' and small spherical γ', resulted in a fast creep rate and large creep strain.
(2) The γ matrix channel width and the γ' morphology are two main factors for the differences in creep behavior. When the γ channel is large in the slow cooling sample, the dislocations slip and by pass easily, resulting a high creep rate and large creep strain and vice versa for the air cooling sample.
(3) When the γ' grow into flowery morphology, it loss coherency with the γ' matrix. The strengthening from the strain field resulting from the mismatch between γ' and γ matrix is disappeared, dislocation cutting into flowery γ' is more easily than the spherical one.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. بخش تجربی
3. نتایج
3. 1. ریزساختار پیش از خزش
3. 2. منحنی‌های خزش
3. 3. ریزساختار پس از خزش
4 بحث
4. 1. آثار مربوط به مرزدانه
4. 2. اثر عرض کانال γ'
4. 3. اثر مورفولوژی γ'
5 نتیجه‌گیری
Abstract
1 Introduction
2 Experiments
3 Results
3.1 Microstructure before creep
3.2 Creep curves
3.3 The microstructure after creep
4 Discussions
4.1 Effects of the grain boundary
4.2 Effect of the channel width
4.3 Effect of the morphology
5 Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه