در این تحقیق خواص جوش سوپر آلیاژ پایه نیکل Udimet 520 از لحاظ مطالعات متالوگرافی، پراش اشعه X (XRD) و سختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مطالعات متالوگرافی تشکیل کاربیدهای MC ریز در بین و داخل بازوهای دندریتی و تشکیل فاز زمینه مستحکم γ غنی از Mo و W، نتایج حاصل از مطالعات XRD بیانگر عدم شناسایی فازهای موجود در ساختار جوش به دلیل حجم کم فازهای موجود در آن و عدم داشتن ساختار کریستالی مناسب فازها، نتایج حاصل از اندازه گیری سختی تغییرات کم سختی جوش سوپر آلیاژ پایه نیکل Udimet 520 با تغییرات حرارت ورودی جوش و سرعت جوشکاری، می باشد. از بررسی های فوق نتیجه گرفته می شود که ساختار جوش آلیاژ پایه نیکل Udimet 520 شرایط مناسبی در برابر خستگی ترمومکانیکی دارد.

در این تحقیق خواص جوش سوپر آلیاژ پایه نیکل 520 Udimet با سوپر آلیاژ پایه نیکل کار شده 520 Udimet از لحاظ مطالعات فازشناسی و پراش اشعه (XRD) X مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از مطالعات فازشناسی تشکیل کاربیدهای MC ریز در بین و داخل بازوهای دندریتی و تشکیل فاز زمینه مستحکم γ غنی از Mo و W است. نتایج حاصل از مطالعات XRD بیانگر عدم شناسایی فازهای موجود در ساختار جوش به دلیل حجم کم فازهای موجود در آن و فقدان ساختار کریستالی مناسب فازها می باشد.

خسارت ناشی از برخورد جسم خارجی به پره ها به طور معمول در اثر ورود اجسام سخت از جمله شن، سنگ و یا قسمتی از اجزای جدا شده موتور به داخل توربین، ایجاد می شود. تحت بدترین شرایط، FOD می تواند منجر به خسارت های شدید ساختاری شود و باعث ایجاد فرورفتگی در لبه پره توربین گاز شود. در این مقاله برخورد روی لبه پره از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل René 80 به روش اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این بررسی، تنش های پسماند در سه منطقه بحرانی (که تنش هایشان به طور معمول کششی است) از دو روش دینامیکی و شبه استاتیکی، مقایسه شده است. همچنین ضریب تمرکز تنش الاستیک از روش آنالیز تجربی تنش به دست آمده است که با مقادیر اجزای محدود، مطابقت دارد.

رفتار رسوب گذاری گاما پرایم تحت تاثیر کرنش در سوپر آلیاژ Nimonic80A با استفاده از آزمون رهایی تنش در محدوده حرارتی °, C1000-900 و نرخ کرنش s-1 001/0 مورد بررسی قرار گرفت. دمای انحلال و رسوب گذاری فاز گاماپرایم در پژوهش حاضر درمحدوده حرارتی °, C 950 تا °, C960 می باشد که با استفاده از آنالیز حرارتی، تعیین گردید. نتایج نشان می دهدکه دمای انحلال گاما پرایم یا رسوب گذاری تابع دما و میزان کرنش اعمالی می باشد. در واقع با افزایش دمای آزمون رهایی تنش، زمان های شروع رسوب گذاری در محدوده حرارتی °, C 900 تا °, C 950 کاهش یافته و سپس در دمای °, C975 افزایش یافته است. همچنین در دمای °, C 1000 در کرنش 05/0، هیچ گونه رسوب گذاری در نمونه مشاهده نشد اما با افزایش میزان کرنش 2/0 رسوب گذاری ابتدا رخ داده و با گذشت زمان مجددا در زمینه حل شده است. دمای انحلال رسوبات گاماپرام در کرنش های کم (05/0) تحت تاثیر کرنش نمی باشد (برخلاف کرنش 2/0). منحنی رسوب گذاری-زمان-دما (PTT) برای سوپر آلیاژ Nimonic 80A، با استفاده از زمان های شروع و پایان رسوب گذاری حاصل از منحنی های رها یی تنش، رسم و مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ریزساختار نمونه ها، به منظور راستی آزمایی نتایج آزمون رها یی تنش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی FESEM مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.

با توجه به تاثیر کرنش الاستیک هم سیمایی g-g’ بر مورفولوژی، آرایش فضایی و سینتیک درشت شدن رسوبات g’ در سوپرآلیاژهای پایه نیکل؛ در این تحقیق، مقادیر عدم انطباق g-g’ در دو حالت کرنش دار و عاری از کرنش برای مورفولوژیهای مختلف رسوباتg’  در سوپر آلیاژ پایه نیکل Inconel 738LC محاسبه شده است. مقادیر عدم انطباق کرنش دار و عاری از کرنش به ترتیب از روی الگوهای پراش اشعه X نمونه های بالک و رسوباتg’  استخراج شده الکترولیتی محاسبه شدند و با استفاده از آنها کرنش های الاستیک هم سیمایی برای مورفولوژیهای مختلف رسوباتg’  به دست آمدند. نتایج نشان می دهند که با رشد اندازه رسوباتg’  و تغییر مورفولوژی آنها از کروی به مکعبی و سپس گل شکل و دندریتی، هم سیماییg-g’  افت کرده و در نتیجه، کرنش الاستیک فشاری متمرکز روی رسوباتg’  کاهش می یابد.

در این پژوهش امکان استفاده از شرایط روان کاری کمینه در سنگ زنی سوپر آلیاژ اینکونل 738 به صورت تجربی به جهت رسیدن به شرایط سنگ زنی و روان کاری بهینه بررسی شده است. به این منظور متغیرهای سنگ زنی در سه سطح و روانکاری برای مقایسه حالت سنتی و خشک و MQL در شش سطح با طراحی آزمایش تاگوچی مورد آزمایش قرار گرفته اند. بررسی ها نشان می دهد که در سنگ زنی این ماده با کمک روش MQL می توان نتایجی نزدیک به حالت سنتی ازلحاظ نیرویی و زبری سطح به دست آورد و حتی کیفیت سطح بهتری داشت. نتایج در روش MQL با بررسی روغن هایی با ویسکوزیته متفاوت نشان می دهند که روغن بهزیست 6046 و روغن پایه گیاهی کانولا ازلحاظ کاهش نیرو و زبری سطح می توانند جایگزین مناسبی برای روش سنتی باشند و درنتیجه به کاهش مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده بیش ازحد روانکار کمک خواهند کرد. در واقع در حالت استفاده از روش MQL به همراه روغن بهزیست 6046 ، کاهش 50 درصدی برآیند نیروها مشاهده می شود و در هنگام استفاده از روغن بهزیست 6043 تنها اختلاف 30 درصدی در میزان زبری سطح بدست آمده با روش سنتی که صافی سطح بهتری ایجاد می کند، قابل مشاهده است. برای تمامی صد حالت بررسی شده نتایج نشان می دهد که سطوح بهینه برای متغیرهای سرعت پیشروی و سرعت چرخ سنگ و عمق براده برداری به ترتیب، سطح یک و 2046 دور بر دقیقه و 5 میکرون می باشند. نیروی عمودی مخصوص بیش از 50 درصد آزمایش ها با کمترین خطا (حدود 20 درصد) قابل پیش بینی می باشد.

ماهیت فرآیند ساخت پره های توربین گاز به روش ریخته گری دقیق بگونه ای است که ریزمک های انجمادی در مقاطع ضخیم و در فضای بین شاخه های دندریتی در حین انجماد تشکیل می شود. این ریزمک ها با تشکیل ترک در شرایط کاری و در نتیجة بارگذاری، موجب کاهش عمر مفید و شکست پیش از موعد پره ها می گردند. در این تحقیق، با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی روبشی و نوری مجهز به سیستم تحلیل گر تصویری، تغییرات ساختاری و همچنین میزان ریزمک های انجمادی پره متحرک توربین گاز از جنس IN738LC در شرایط قبل و بعد از اعمال فرایند فشار داغ مورد بررسی و خواص مکانیکی آنها نیز مورد مقایسه قرار گرفته است. تحقیقات نشان داده است که اعمال فرآیند فشار داغ موجب موجی شدن بیشتر مرزدانه، حذف و یا کاهش میزان ریزمک های انجمادی، افزایش عمر خزشی و همچنین افزایش درصد ازدیاد طول نسبی در آزمایش های کشش و خزش گردیده ولی تاثیری بر استحکام تسلیم سوپرآلیاژ پایه نیکل ندارد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.