بررسي تاثير افزودن عناصر آلياژي روي تشكيل فاز گاما پرايم در سوپرآلياژهاي پايه كبالت حاوي آلومينيوم و تنگستن جهت بهبود خواص مكانيكي

كارشناسي ارشد

سوپرآلياژهاي پايه كبالت مرسوم عمدتا يا از طريق كاربيدها و يا توسط محلول جامد مستحكم مي¬شوند. ولي بر اساس تحقيقات گسترده اي كه روي سوپرآلياژهاي Co-Ti انجام شده است، مشخص شده است كه تركيب بين فلزي Co3Ti با ساختار L12 ، تنها فاز پايدار γ^' در اين آلياژ مي¬باشد. نتايج اين تحقيقات چنين نشان مي¬دهد كه اين فاز در دماهاي بالاتر از ℃۷۵۰ از پايداري كمي برخوردار است. لذا اين آلياژ در در دماهاي كمتر از ℃۷۵۰ قابل استفاده مي¬باشد. قابل ذكر است كه عدم تطابق بين فاز γ وγ^' در اين آلياژ نيز نسبت به فاز گاماپرايم موجود در سوپرآلياژهاي پايه نيكل بالاتر مي¬باشد. در سوپرآلياژهاي پايه كبالت جديد حاوي Al و W حضور فاز بين فلزي سه¬تايي نظير Co3(Al,W) كه تا دماي ℃۱۰۰۰ مي¬تواند بصورت شبه پايدار باشد، كارآيي اين آلياژها را در دماهاي بالاتر از ℃۷۵۰ افزايش داده است. اين پايداري با افزودن ديگر عناصر آلياژي همچون Ti، Ta، Ni، W و Nb نيز افزايش يا كاهش پيدا كرده است. در پژوهش حاضر تاثير جايگزين كردن بخشي از تانتاليوم با عنصر نايوبيوم روي دماي انحلال فاز گاما پرايم و پايداري ريزساختار γ⁄γ^' مورد بررسي قرار گرفت. بررسي دماي انحلال با استفاده از آزمايش DSC تعيين شد. نتايج حاصل از اين آزمايش بيانگر اين بود كه با جايگزين شدن Nb بجاي تانتاليوم، دماي انحلال ℃۲۳ كاهش پيدا كرده است. سپس ريزساختار اين دو آلياژ با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني گسيلي(FESEM) مورد ارزيابي قرار گرفت و مشاهده شد كه Nb سرعت درشت شوندگي ذرات گاما پرايم ثانويه را كاهش مي¬دهد. ولي اين امكان را فراهم مي آورد تا كسرحجمي بيشتري از گاماپرايم ثالثيه در زمينه گاما تشكيل يابد. همچنين تغيير پارامترهاي عمليات حرارتي از جمله افزايش دماي انحلال و افزايش دما و زمان پيرسازي مرحله اول نيز مورد بررسي قرار گرفت و مشاهده شد كه با انحلال ℃۱۱۵۰و پيرسازي در ℃۹۵۰ بمدت ۱۶ ساعت، كسرحجمي بدست آمده براي هر دو فاز گاماپرايم ثانويه و ثاليثه، مقدار قابل توجهي بوده و ساختاري متراكم از فازهاي گاما پرايم اوليه و ثانويه را در زمينه گاما تشكيل داده¬اند. ماكرو سختي سنجي ويكرز و آزمايش كشش سرد روي اين آلياژها انجام شد. نتايج بدست آمده حاكي از اين بود كه اين جايگزيني باعث افزايش سختي و استحكام تسليم در دماي اتاق شده است.

192405

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين عربي

مهندسي مواد

دكتر محمد تقي صالحي - دكتر سيد مهدي عباسي