دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
“M.Sc.”
مهندسی مواد-شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
عنوان
فولادهای پرآلیاژ رسوبسخت شونده و سوپر آلیاژها
روشهای تولید، خواص و کاربردها
برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
سوپرآلیاژ و فولادهای پرآلیاژ رسوبسخت شونده از جمله آلیاژهای پرکاربرد در صنعت میباشند. انواع
مختلف این آلیاژها خواص مطلوبی را در شرایط کاری مختلف به وجود میآورند. برای حصول خواص مکانیکی
مناسب باید جدایش عناصر آلیاژی و ناخالصیها در پایینترین سطح قرار گیرند . لذا ریخته گری این آلیاژها
انجام شده و سپس تصفیه به روش باید در کوره ذوب القایی تحت خلأ های ذوب مجدد قوسی تحت
انجام گردد. مراحل مختلف فرآوری این آلیاژها در ایجاد خواص مطلوب و کاربردهای خاص موثر هستند
در این پژوهش ، روشهای مختلف تولید و فرآوری سوپرآلیاژ ها و فولادهای پرآلیاژ رسوبسخت شونده
بررسی شده است . مشخص شده است که استفاده از روشهای VAR ، VIM و یا ESR تأثیر بسزایی
در بهبود خواص مکانیکی این آلیاژها دارد. ریزساختار این
آلیاژها طی عملیات پیرسازی اصلاح شده و باعث ایجاد خواص متنوعی در آنها میشود .
یک مطلب دیگر :
مقدمه :تولید سوپر آلیاژها در اواخر 1930 در کشورهای فرانسه، آلمان، انگلیس و ایلاات متحده آغاز شـد . آلیاژهـای
اولیه به صورت کارشده تولید میشدند. جهت افرایش استحکام این آلیاژها از عملیات حرارتی رسوب سختی
استفاده می . شد از سال 1939 آلیاژهای Ni-Cr-Fe توسط شرکت Inco تولید شدند که با استفاده از عملیـات
حرارتی انحلالی و رسوب سختی به حداکثر استحکام دمای بالای خود میرسیدند. این آلیاژها استفاده وسیعی
در پره های توربین پیدا کرد ند.
تکنولوژی ذوب القایی تحت خلأ در اواخر دهه 1950 باعث افزایش قابلیت کارپذیری گرم و تولید آلیاژهای
با ترکیب پیچیدهتر و ساختار کنترل شدهتر از طریق ریختهگری دقیـق تحـت خـلاء شـد . کنتـرل انجمـاد و
دانهبندی منجر به ساخت قطعات با انجماد جهت دار و تک کریستال گردید که باعث افزایش تحمـل دمـایی
گروهی از سوپرآلیاژها بر مبنای ترکیبی از نیکل، آهن و کبالت تکامل یافتهاند که برای کار در دماهای بـالا
o در بازه
500-1100 C و در موتورهای جت و توربین های گازی روی زمینی استفاده میشوند .
در سوپرآلیاژهای پایه نیکل، بعضی از این عناصر، مثل آلومینیم و تیتانیم بسیار فعال هستند و برخی دیگـر
همچون نایوبیم یوتکتیکهایی با نقطه ذوب پایین تشکیل میدهند.
فولادهای پرآلیاژ رسوب سخت شونده در زمره فولادهای فوق مستحکم میباشند که تحقیق بر روی آنها در
سال 1958 با ابداع ر دههای و 25 20 درصد نیکل شروع ش . د بـا پـی بـردن بـه تـأثیر مولیبـدن و کبالـت در
افزایش استحکام و سختی آلیاژهای فوق، در اوایل دهة 1960 فولادهای پرآلیاژ رسوب سخت شونده 18 درصد
نیکل کبالتدار برپایة سیستم آلیاژی Fe-Ni-Co-Mo حاوی تیتـانیم در سـه ردة تجـاری 300 ،250 و 350
توسعه داده شده و بازاریابی شدند. سرانجام آلیاژهای دیگری ماننـد فولادهـای پرآلیـاژ رسـوب سـخت شـونده
زنگنزن و فولادهای پرآلیاژ رسوب سخت شونده ویژه با استحکام بسیار زیاد در ردههای 400 و 500 هب وجـود
آمدند. در طول دهة 1960 برای این آلیاژها دو نوع بازار ، یکی در کاربردهای نظامی و هوافضا و دیگری ساخت
قالبها و ابزارها ب هوجود آمد
مقدمهای بر سوپرآلیاژ
توسعه سوپر آلیاژها در اواخر دهه 1930 در فرانسه، آلمان، انگلیس و ایلاات متحده آغاز شد. آلیاژهای اولیه
5 به صورت کارشده تولید میشدند. جهت افرایش استحکام ایـن آلیاژهـا از عملیـات حرارتـی رسـوب سـختی
استفاده می . شد از سال 1939 سری هایی از آلیاژهای Ni-Cr-Fe توسط شرکت Inco توسـعه یافتنـد کـه بـا
استفاده از عملیات حرارتی انحلالی و رسوب سختی به حداکثر استحکام دمای بالای خـود مـی رسـیدند . ایـن
آلیاژها مانند Inconel 600 بر اساس محلول سازی و افزودن Al و Ti به منظور سخت شدن از طریق تشکیل
فاز γ تولید میشدند. افزودن یک درصد Nb تولید Inconel X-750 را در پی داشت که اسـتفاده وسـیعی در
پره های توربین پیدا کرد.
پیدایش تکنولوژی ذوب القایی تحت خلأ در اواخر دهه 1950 باعث افزایش قابلیت کارپذیری گرم و تولید
