دانلود مقاله سوپر آلیاژ ها

82 صفحه word

خلاصه فایل

فصل اول

مقدمه

طراحان نياز فراواني به مواد مستحكم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگي دارند. فولادهاي زنگ نزن توسعه داده شده و به كار رفته در دهه‌هاي دوم و سوم قرن بيستم ميلادي، نقطه شروعي براي برآورده شدن خواسته‌هاي مهندسي در دماهاي بالا بودند. بعداً معلوم شد كه اين مواد تحت اين شرايط داراي استحكام محدودي هستند. جامعه متالوژي با توجه به نيازهاي روز افزون بوجود آمده، با ساخت جايگزين فولاد زنگ نزن كه سوپر آلياژ ناميده شد به اين تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلياژها مواد اصلاح شده پايه آهن به وجود آمدند، كه بعدها نام سوپر آلياژ به خود گرفتند.

با شروع و ادامه جنگ جهاني دوم توربين‌هاي گازي تبديل به….

-4-2- سوپر آلياژهاي ريخته

سوپرآلياژهاي ريخته در ناحيه دما بالاي توربين‌هاي گاز، به ويژه در قطعاتي نظير پره‌هاي هوا يافت مي‌شوند. اكثر آلياژهاي ريخته از نوع چند بلوري (PC)[1] با دانه‌هاي هم محور و بعضي ديگر از نوع انجماد جهت‌دار يافته (DS)[2] هستند. ريخته‌هاي چند بلوري داراي دانه‌هايي هستند كه اندازه آنها از يك قطعه به قطعه ديگر تغيير مي‌كند. دانه‌هاي يك ريخته انجماد جهت‌دار يافته، با يكديگر موازي هستند (عمدتاً به موازات محور طولي پره) و تحت عنوان قطعات انجماد جهت‌دار يافته دانه ستوني (CGDS)[3] شناخته مي‌شوند. ممكن است يك ريخته انجماد جهت‌دار يافته فقط داراي يك بلور با محور موازي با محور طولي پره‌هاي

فصل سوم

متالورژي سوپرآلياژها

3-1- گروه‌ها، ساختارهاي بلوري و فازها

3-1-1- گروه‌هاي سوپرآلياژها

همانطور كه قبلاً گفته شد سه گروه سوپرآلياژ وجود دارد (پايه آهن- نيكل، پايه نيكل و پايه كبالت) كه هر كدام از نظر ماكروسكوپي به دو نوع ريخته و كار شده (شامل آلياژهاي متالورژي پودر) تقسيم مي‌شوند. علاوه بر ساختار ماكروسكوپي (درشت ساختار)، ساختار بلوري‌ (در مقياس اتمي) و ريز ساختار (در مقياس ميكروسكوپي) نيز وجود دارد. فلزات تمايل دارند كه ساختار بلوري ساده‌اي داشته باشند.

3-1-2- ساختار بلوري

اگر گوي‌هاي كروي سخت، كه براي نشان دادن ساختار بلوري فلزات به كار مي‌روند، كنار هم چيده شوند، ديده مي‌شود كه موقعيت‌هاي اتمي محدودي براي قرارگيري آنها در كنار يكديگر وجود دارد. شبكه مكعبي با سطوح مركز دار (FCC)، مكعبي….

-4-5- كاربيدهاي M₇C₃

كاربيدهاي M₇C₃ به طور گسترده‌اي در سوپرآلياژها مشاهده نشده‌اند ولي در بعضي از آلياژهاي پايه كبالت و سوپرآلياژ پايه نيكل- كروم و Nimonic 80 A در دماي بيش از ^oC1000 وجود دارند. افزودن عناصري مانند Mo, W, Nb و Co به آلياژهاي پايه نيكل از تشكيل M₇C₃ در آنها جلوگيري مي‌كند. توده كاربيد Cr₇C₃ در آلياژ Nimonic 80 A پس از حرارت دادن آن در دماي ^oC1080 در مرز دانه‌ها تشكيل مي‌شود…

-4-4- عمليات ذوب القايي در خلاء

مراحل ذيل نحوه توليد مذاب در كوره VIM دو محفظه‌اي را نشان مي‌دهد. اكثر مراحل عمليات VIM از اين روش پيروي مي‌كنند ولي جزئيات بعضي از عمليات‌هاي ويژه مانند اندازه‌گيري‌هاي تحت خلاء متفاوت هستند.

پس از كامل شدن عمليات ذوب قبلي محفظه ذوب از محفظه قالب جدا مي‌شود. مقدار خلاء محفظه ذوب يادداشت مي‌شود. تمام دريچه‌هاي خلاء بسته مي‌شوند و پس از مدتي در حدود 3 دقيقه افت خلاء محفظه ثبت مي‌شود. افت خلاء به خاطر وجود نشت در كوره به وجود مي‌آيد. پمپ‌هاي بزرگ استفاده شده در كوره‌هاي VIM مي‌توانند خلاء زيادي ايجاد كنند، كه افت خلاء ناشي از نشست را جبران مي‌كند. بلافاصله….

-7-3- كنترل ذوب مجدد با سرباره الكتريكي

سه متغير اصلي تعريف كننده يك فرآيند ذوب عبارتند از:

– قطر شمش و الكترود (مانند فرآيند VAR).

– عمق غوطه‌وري الكترود در سرباره.

– سرعت ذوب (نرخ ذوب).

انتخاب قطر شمش و الكترود مقدار لقي بين بوته و الكترود را تعريف مي‌كند. در فرآيند شروع با سرباره سرد كه در آن ممكن است مخلوط سرباره- براده به هوا برخاسته و در فاصله لقي آويزان شوند، به لقي ناكافي عموماً به….

-9-7- دسترسي به محصولات نورد

محصولات نورد بنا به تركيب شيميايي آلياژ براي طيف گسترده‌اي از آلياژها و اندازه‌هاي مفتول، ميله، صفحه، ورق و لوله‌هاي بي‌درز در دسترس هستند. ورق‌هايي به پهناي حداكثر 45/2 متر توليد شده‌اند. نوار بعضي از آلياژها به شكل كلاف تا وزن kg3636 وجود دارند. همه سوپرآلياژهاي كار شده قابل دستيابي نيستند يا اينكه به توليد آنها در شكل محصولات نورد نياز نمي‌باشد. آلياژهاي حال حاضر كه به صورت محصولات نورد …