مواد پیشرفته
مواد پیشرفته - سوپرآلیاژ- پوشش دهی-Advanced-Material-superalloy

 
تاريخ : پنجشنبه بیست و چهارم فروردین 1391
این قسمت در دست ساخت می باشد



ارسال توسط امیر منوچهری
 
تاريخ : پنجشنبه بیست و چهارم فروردین 1391

1.       “Effects of cooling rate and Gama prime morphology on creep and stress-rupture properties of a powder metallurgy superalloy”, 1990,

2.      , “Microstructural changes which occur during isochronal heat treatment of the Nickel-base superalloy IN-738”, 1978

3.       “Effect of heat treatment on microstructures and tensile properties of Ni-base superalloy M963”, (2005)

4.      R.Viswanathan,Damage Mechanisms and Life Assessment of High-Temperature Components ,ASM International,1989

5.       “Influence of various heat treatment on the microstructure of polycrystalline IN-738LC”, Metallurgical, 1997

6.       “ On the heat treatment of Rene-80 nickel-base superalloy”, 2006

7.       “The Application Hot Isostatic Pressing To Rejuvenate Serviced Cast Superalloy Turbine Blades”,2005

8.       “ Growth kinetics of gamma prime precipitates in superalloy IN-738LC during long term aging”, 2003

9.       “ Coarsening behavior of gamma prime particles in a nickel-base superalloy” , 2009

10.   “Effect of Cooling Rate on Microstructure and Mechanical Properties of K465 Superalloy”, 2009

11.  P.J.James,Isostatic Pressing Technology,Applied Science Publishers,1983

12.   R.Atkinson, Hot isostatic processing , Inst of Physics Pub Inc Book, Newyork, 1991

13.   “An overview of hot isostatic pressing”, 1992

14.  , “Hot Isostatic Pressing to Remove Porosity & Creep Damage”, 1982

15.   “Rejuvenation procedures to recover creep properties of nickel-base superalloys by heat treatment and hot isostatic pressing techniques”, 1991

16.   “Assessment of Service Induced Microstructural Damage and Its Rejuvenation in Turbine Blades”, 1988

17.  D. Richter, G. Haour and D. Richon, Hot Isostatic Pressing (HIP), Materials & Design Vol. 6, 1985

18.   “Microstructural Restoration by HIP and Heat Treatment Processes in Cast Nickel Based Superalloy IN-738”, 2009

19.   “ Effect of HIP process on the micro-structural evolution of a nickel-based superalloy”, 2006

20.  , “Practical Experience With The Development of Superalloy Rejuvenation”, ASME 2009

21.  Michael E. Kassner, María-Teresa Pérez-Prado, Fundamentals of creep in metals and alloys,Elsevier Publisher,2004

22.  “The Effects of Grain Boundary Carbides on the Creep and Back Stress of a Nickel-base Superalloy”, 1979

23.   “Properties and microstructures of M951 alloy after long-term exposure”, 2010

24.   “Development of Microstructure and Mechanical Properties of a Ni-Base Single-Crystal Superalloy by Hot-isostatic Pressing”2003

25.    Hot Isostatic Pressing (HIP) technology and its applications to metals and ceramics“,2005

26.   “Metallurgical Considerations for Life  assessment  and the Safe Refurbishment and Requalification of Gas Turbine Blades”, 2002

27.  “ stress rupture Properties and microstructures of M951 alloy after long-term exposure”,  2010

28.   “Heat treatment of hot isostatically processed IN-738 investment casting”, 1980

29.   “The influence of thermal exposure on the gama prime precipitates characteristics and tensile behavior of superalloy IN-738LC”2004

30.  John E Radavich, Hot Isostatic Pressing Rejuvenation Technology , U.S  Department of Defense information Analysis Center, June 1994

31.   “Differential Thermal Analysis & Phase Analysis of Superalloy IN738LC”,2010

32.   “ Effect of Heat Treatments after HIP Process on Microstructure Refurbishment in Cast Nickel-Based Superalloy, IN-738” 2005

33.   “Effects of Solution Heat Treatment on Carbide of Ni-Cr-W Superalloy”, 2010

34.   “Effect of cooling rate on the morphology of γ' precipitates in a nickel-base superalloy under directional solidification”, 2001

35.   “A Comparison of Aging Kinetics of New and Rejuvenated Conventionally Cast GTD-111 Gas Turbine Blades”, 2007

36.   “Rejuvenation of Service-Exposed in 738 Turbine blades”, The Metallurgical Society, Ottawa Canada, 1988

37.  , “Creep Life Prediction of Thermally Exposed Rene80 Superalloy”,2010

38.   “Development, Reliability Evaluation and Service Experiences of  Gas Turbine Blade Life Regeneration Technology”,2010,

39.   “Development, Reliability Evaluation and Service Experiences of  Gas Turbine Blade Life Regeneration Technology”,2010, 



ارسال توسط امیر منوچهری
 
تاريخ : پنجشنبه بیست و چهارم فروردین 1391



ارسال توسط امیر منوچهری
 
تاريخ : پنجشنبه هفدهم فروردین 1391

در اکثر سوپرآلیاژهای پایه نیکل ریختگی سه عامل عمده زیر تعیین کننده استحکام در عملیات حرارتی هستند که در ادامه به شرح هر کدام از عوامل مذکور پرداخته خواهد شد:

الف) استحکام دهی محلول جامد زمینه γ با ساختار FCC که توسط افزودن عناصری مانند آلومینیوم، کروم، مولیبدن، تنگستن و کبالت صورت می گیرد.

ب) استحکام دهی رسوب سختی که با حضور رسوبات هم سیمای فاز 'γ که دارای ساختار FCC منظم بوده و ترکیب شیمیایی آن نیز بصورت  می باشد.

ج) استحکام دهی مرز دانه ای توسط کاربیدهای فلزی و بوریدها .

از آنجائیکه انجام عملیات حرارتی رسوب سختی از جمله مهم ترین مکانیزم های استحکام دهی است، در ادامه به آن پرداخته می شود.

یکی از مکانیزم های مهم مقاوم شدن سوپرآلیاژهای پایه نیکل، رسوب فاز ثانویه در داخل فاز زمینه γ می باشد، که با سیکل عملیات حرارتی انحلال و پیر سازی انجام  می پذیرد. این مکانیزم به عنوان مهمترین روش مقاوم کردن سوپرآلیاژهای پایه نیکل در مقابل تغییر فرم محسوب می گردد. مهم ترین فازهای ثانویه عبارتند از: فاز 'γ با  ترکیب Ni3 Al ,Ti و فاز ''γ با ترکیب Ni3Nb .

عواملی چون مورفولوژی، درصد حجمی، توزیع و اندازه آنها وهمچنین فاصله بین ذرات (رسوبات) ، اثرات مهمی بر میزان مستحکم شدن آلیاژ دارند. در برخی حالات عدم تطابق بین زمینه و ذره δ که از رابطه زیر بدست می آید، بخصوص در درصدهای بیش از یک درصد، نیز اثر مهمی خواهد داشت:

 

        

در این رابطه،  به ترتیب پارامتر شبکه رسوب و فاز زمینه در حالت مقید نشده می باشد.

مکانیزم اصلی استحکام یابی به وسیله رسوب سختی، مشکل شدن حرکت نابجایی هاست. عوامل زیر بر این امر موثر هستند :

1)     استحکام خود ذرات

2)     ایجاد حوزه کرنش الاستیک در اطراف رسوب در اثر عدم تطابق شبکه و مدول الاستیک

3)     ایجاد شدن مرز ضد فاز

4)     وجود نظم در توزیع ذرات و رسوبها

از سوی دیگر کنترل پارامترهای دما ، زمان، سرعت گرم وسرد کردن در فرایند رسوب سختی سوپرآلیاژها هنوز یکی از مسائلی است که محققان در اجرای آن با مشکل روبرو هستند و توزیع مناسب رسوبها در اندازه و شکل بهینه همواره از دغدغه های این افراد بوده است.

وقتی که ذرات فاز 'γ درشت می شوند، نابجایی ها با مکانیزم عبور به راحتی قادر به رد شدن از این رسوبات بوده و در نتیجه استحکام آلیاژ کاهش می یابد. اگر فاز 'γ خیلی ریز باشد، آنگاه نابجایی ها می توانند به راحتی با مکانیزم برش از آنها رد شوند و در نتیجه آلیاژ استحکام کافی نخواهد داشت . باید سعی کرد که اولاً رسوبات با ابعاد مناسب را با فرایند عملیات حرارتی ایجاد کرد و ثانیاً استحکام فاز 'γ را افزایش داد تا برش رسوبات توسط نابجایی ها مشکل گردد. این مثال بخوبی نقش شناخت مکانیزمهای مقاوم شدن را در تعیین فرایندهای مناسب و موثر بر این مکانیزمها، از جمله عملیات حرارتی مشخص می سازد.

   اندازه رسوبات در سوپرآلیاژها دارای یک اندازه بهینه است بدین معنی که با افزایش ابعاد رسوبات ابتدا سختی(که رابطه خطی با استحکام دارد) افزایش وسپس کاهش پیدا می کند.  در ابتدا نابجائیها مجبور به برش ذرات می باشند از اینرو استحکام افزایش می یابد. در ادامه با افزایش بیشتر ابعاد رسوبات استحکام کاهش می یابد زیرا اولاً فاصله بین آنها افزایش یافته و ثانیاً با درشت شدن ابعاد، انرژی مرز ضد فاز حاصل از برش آنها افزایش قابل ملاحظه ای خواهد یافت. لذا برش آنها مشکل بوده و نابجایی ها بیشتر با مکانیزم کمانه شدن ودور زدن از رسوبات عبور می کنند .

مقدار افزایش استحکام و خواص خزش سوپرآلیاژهای پایه نیکل به نسبت تیتانیوم به آلومینیوم بستگی دارد. افزایش این نسبت تا یک درصد باعث افزایش قابل ملاحظه ای در انرژی مرزهای ضد فازی و در نتیجه استحکام می گردد، اما بیش از این مقدار تأثیر آن کاهش می یابد.


 


ارسال توسط امیر منوچهری
 
تاريخ : پنجشنبه هفدهم فروردین 1391

- سوپر آلیاژ ها و اهمیت کنترل ساختار در آنها  Grain Refinement In Superalloy  

سوپرآلیاژها به دسته ای از آلیاژها اطلاق می شود که قابلیت کار وتحمل تنش در دماهای بالا را داشته باشند.این آلیاژها به سه گروه پایه نیکلی ، پایه کبالت و پایه آهن تقسیم می شوند که 85 درصد آنها را سوپرآلیاژهای پایه نیکل تشکیل می دهند. ریخته گری سوپرآلیاژها]نیکل[ دارای ویژگیهای منحصربفردی است که آنرا از سایرین متمایز می کند؛این ویژگی ها عبارتند از:

1-   به دلیل وجود عناصر فعال، ذوب و ریخته گری آنها میبایست منحصرا در خلاء انجام شود.

2-   این آلیاژها قابلیت ذوب و ریخته گری مجدد را ندارند.

3-   شکل هندسی قطعات تولید شده از این آلیاژها پیچیده بوده و دارای مقاطع غیر یکسان میباشد.بنابراین پیش بینی رفتار انجمادی آنها دشوار است.

4-   ماشینکاری سوپر آلیاژها بسیار دشوار بوده و  ریخته گری دقیق تنها روش تولید آنها بشمار می رود.

5-   قیمت مواد اولیه (شمش) وتجهیزات ریخته گری بسیار گران می باشد.

از سوی دیگر خواص قطعات سوپرآلیاژی متأثر از پنج عامل عمده می باشد که به شرح زیر می باشد :

الف -اندازه دانه   ب- جهت گیری دانه ها  ج- فاز های کاربیدی  د-  مورفولوژی و توزیع رسوبات (گاما پرایم) ه- ساختار زمینه

بر اساس تحقیقات و آزمایشهای صورت گرفته توسط روشهای کنترل اندازه دانه می توان سه عامل اول از موارد بالا را کنترل کرد و بدین ترتیب نقش بارز و اهمیت جوانه زنی در ریخته گری دقیق سوپرآلیاژ ها مشخص می گردد.

     به علت وجود شرایط خاص، استفاده از روش های انجماد جهت دار و رشد تک بلور همواره با محدودیت های زیادی روبرو است بنابراین اصلاح ساختار دانه بندی سوپرآلیاژی از بهترین راه ها جهت افزایش خواص بشمار می رود. ماهیت فرآیند ریخته گری دقیق که ناشی از جنس قالب، شکل قطعات و سایر عوامل است به گونه ای است که نرخ سرد شدن در این روش پایین بوده و همراه بعد از انجماد شاهد دانه های مضر و درشت ستونی در قطعات سوپرآلیاژ می باشیم. ریزدانگی علاوه بر اینکه باعث افزایش استحکام و elongation می شود در سوپر آلیاژ ها باعث افزایش عمر خستگی کم چرخه (Low Cycle Fatigue ) می گردد و از آنجائی که این آلیاژ ها در دماهای بالا و در معرض تنش های سیکلی (عمدتاً در توربین های گازی) می باشند، افزایش عمر خستگی آنها از اهمیت زیادی برخوردار است.






ارسال توسط امیر منوچهری

پیج رنک

آرایش