[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]تقسیم بندی سوپر آلیاژهای پایه نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]1) تقسیم بندی سوپر آلیاژ نیکل بر اساس ذوب:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]الف-آلیاژهای اولیه ذو ب شونده در هوا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ب-آلیاژهای جدید ذو بشونده در هوا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ج-آلیاژهای اولیه ذوب در خلا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]د-آلیاژهای ذوب شونده در خلا با استحکام بالا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]2) تقسیم بندی سوپر آلیاژهای نیکل بر حسب ترکیب شیمیایی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]1-آلیاژهای با Moبالا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]2-آلیاژها با Ni-Cr(75-15)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]3-آلیاژها باNi-Cr(75-20)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]4-آلیاژها باNi(35-60),Cr-Co(20-20)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]5-آلیاژها با درصد مختلف از Ni,Cr,Co,Mo[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]6-آلیاژهای اصلاح شده گروه پنج با کبالت کمتر[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]7-آلیاژهای اصلاح شده گروه پنج با آهن بیشتر و کبالت کمتر[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]8-آلیاژهای اصلاح شده گروه یک با آهن زیاد و مولیبدن کم[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه یک سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بیشتر از 15%Mo داشته .دارای مقاومت خوبی در برابر اسیدها می باشند.مثلا:HastelloyB آلیاژی بود که برای ساخت پره های تولید شده از طریق فورج در موتور توربین I-16 بکار رفت.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه دو سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای 75%Ni,15%Cr,10% عناصر دیگر می باشد.قابل رسوب سختی می باشند. بعضی از آلیاژهای این گروه در دو مرحله پیر سختی می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کار سرد میتواند سبب افزایش استحکام در کاربردهای با دمای پائین تر گرددکه در این حالت مواد می توانند به سادگی تنش زدایی شوند.تولیدات کار سرد و کشش سرد در حدود 1800f آنیل می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه سوم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]این آلیاژها در انگلستان توسعه یافته و بر مبنای آلیاژ نیکروم(80Ni-20Cr) که به میزان زیادی برای ساخت المنتهای کوره های الکتریکی بکار می رود ، طراحی گردیدند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه چهارم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مشابه گروه دو و سه بوده بجز آنکه با کاهش Niحدود 20%Co افزوده گردیده. نسبت به گروههای قبلی استحکام خزش-گسیختگی بیشتری دارد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه پنجم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]با چهار گروه قبلی متفاوتند. دارای حدود 3% یا بیشتر Mo می باشند. به منظور ساخت اجزاء توربین گازی، نظیر پره های توربین،دیسکها،پره های هدایت کننده، محفظه احتراق، پس سوزو... استفاده می شوند.برای ساخت اجزائی که در دمای بالا بکار رفته و نیازمند استحکام بالا در دماهای بالا می باشند مناسب اند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه ششم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بسیار شبیه گروه پنج بوده با مقدار کبالت بسیار کم و درصد Ni بالاتر مانند ترکیب گروه های 2,3 با بیش از 4%MoیاW می باشند.درنتیجه استحکام خزش-گسیختگی بیشتری نسبت به گروه دو و سه دارند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه هفتم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]افزایش مقدار آهن بیش از 15% و کاهش کبالت و کاهش میزان نیکل برای ساخت قطعات پیچیده از طریق جوشکاری و ورقها که نیاز به ترکیبی از قابلیت ساخت عالی ، استحکام در دماهای بالا و مقاومت اکسیداسیون دارند مناسب اند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه هشتم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif](17-20)% FeوMo کمتر از 10% داشته[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]استحکام خزش-گسیختگی این گروه باندازه سایر گروهها نمی باشد اما مزیتهای آن قیمت پائین تر و ساخت آسانتر می باشد. برخی از کاربرد های این آلیاژ در دماهای بالا،قطعات کوره ها و کاربرد در اجزاء موتور هواپیما نظیر پس سوز، پره های توربین،پره های هدایت کننده و...می باشند. معمولا از HastelloyF بخاطر مقاومت خوردگی خوب آن استفاده می شود.آلیاژ HastelloyX برای بویلرها و مخازن تحت فشار بکار میرود.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازهای موجود در سوپر آلیاژهای پایه نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در ساختار میکروسکوپی سوپر آلیاژهای پایه نیکل چند نوع فاز دیده می شود که مهمترین آنها عبارتند از فازУوỳو کاربیدها، بعلاوه ممکن است فازهایی مانند ỳمرز دانه ای و بوریدها نیز تشکیل گردد. همانطور که میدانید عوامل موثر بر حلالیت 1-تشابه ساختار کریستالی 2-تشابه ظرفیت اتمی 3- پائین بودن اختلاف اندازه اتمی میباشد که اختلاف اندازه اتمی عنصر حل شونده با عنصر زمینه نباید از 15% تجاوز نماید .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عناصری که در فاز Уحل می شوند معمولا این اختلاف زیر 15% است .هر چه اندازه اختلاف بیشتر باشد استحکام ناشی از حل شدن در محلول جامد بیشتر می گردد در نتیجه عناصری که اختلاف اندازه اتمی بیشتری با Ni دارند حلالیت کمتری داشته اما استحکام محلول جامد را بیشتر افزایش می دهند مثلا:کربن یک عنصر حل شونده در فاز Уاست که 27% اختلاف اندازه اتمی با نیکل داردپس به مقدار کمی در نیکل حل شده اما استحکام آن را به مقدار زیادی افزایش می دهد.(Ni,Co,Fe,Re,W,V,Cr,Hf)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری که در رسوب Уقرار می گیرند و معمولا دارای فرمولNi3X می باشند.(Ta,Ti,Al,Nb)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری که تمایل به جدایش در مرز دانه ها دارند(Zr,Cr,B)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصر کاربید زا و عناصری که پوسته اکسیدی تشکیل می دهند (عناصرMo,Cr,Ta موجب تشکیل کاربید میگردند و عناصر Al,Cr باعث ایجاد پوسته اکسیدی می گردند.)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· Hf می تواند در فازهای مختلف Уوỳقرار گیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فاز : y[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· این فاز محلول جامدی از Уبا شبکهfcc است که عناصری مانند Cr,Co,Fe,Mo,W,V,… با حل شدن در آن باعث افزایش استحکام می گردند .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری مانند Mo,W بعلت دارا بودن ضریب نفوذ پائین باعث کاهش خزش می گردند. و Co نیز با کاهش انرژی نقص در چیده شدن بین نا بجایی ها، پدیده لغزش را مشکل ساخته و لذا باعث افزایش مقاومت خزشی این آلیاژها می گردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازỳ:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]این فاز که در حین عملیات رسوب سختی سوپر آلیاژها بصورت ذرات ریز و پراکنده در زمینه yراسب گردیده اند[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای ساختار کریستالی fcc و ترکیبNi3X بوده وعامل سخت کنندگی رسوبی در سوپر آلیاژهای پایه نیکل است.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif] Xمیتواند عناصر الکتروپوزیتیو مثل (Al, Ti,Cb) باشد و عناصر الکترونگاتیو مانند (Fe,Co) می توانند جانشین نیکل شوند. مهمترین ترکیب این فازها Ni3Al ویاNi3(Al,Ti) می باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ỳ:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مورفولوژی(ریخت شناسی) ذرات ỳبستگی به عدم انطباق پارامتر شبکه دارد .معمولا عدم انطباق پارامترشبکه یک درصد می باشد.این عدم انطباق باعث ایجاد کرنش های الاستیک گردیده که بعنوان موانعی در برابر حرکت نابجایی ها عمل می کنند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]افزایش درصد حجمی ỳموجب افزایش استحکام در دمای بالا می گردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازهای کاربیدی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]میزان انحلال کربن در زمینه کم میباشد لذا مقدار اضافی بصورت ترکیبات کاربیدی راسب می گردند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مقدار کربن در آلیاژهای کارپذیر بین 2/0-02/0 درصد و در آلیاژهای ریختگی حدود 6/0 در صد می باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اگر ترکیب کربن با عناصر دیگر بصورت کاربیدهای پیوسته در مرز دانه ها راسب گردنداستحکام و داکتیلیته را بشدت کاهش میدهنداما اگر بصورت غیر پیوسته در مرزها رسوب کنند باعث کاهش لغزش مرز دانه ای میگردند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدهای موجودMC,M6C,M23C6,گاهیM7C3[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدMC:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در حین انجماد سوپر آلیاژها تشکیل شده و معمولا بصورت ذرات جدا از هم و بطور پراکنده در زمینه توزیع می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای ساختار fccبوده و بسیار متراکم اندعنصرM معمولا از عناصر فعال یا دیرگداز بوده است.کمبود کرم و بالا بودنNb,Ta,Fe موجب پایداری این کاربید میگردد.ممکن است درداخل دانه ها یا مرز دانه ها راسب گردند،در واقع این کاربیدها عامل اصلی تشکیل سایر کاربید هستند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدهای نوعM23C6 :[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در حین عملیات حرارتی یا سرویس دهی سوپر آلیاژها در محدوده دمایی (980-760)کاربیدهای MC تجزیه شده و باعث ایجاد کربن میگردد که این کربن می تواند باعث ایجاد این نوع کاربید گردد و بعلاوه باعث تشکیل فازy’ که فاز سخت کننده رسوبی است شود.واکنش بصورت زیر می باشد: MC+У=M23C6+ỳ[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]معمولا با مقادیر زیاد کروم تشکیل شده و عنصر M معمولا کروم می باشد.می توانند بشکل بلوکی یا سلولی شکل باشندکه معمولا تمایل به تشکیل در مرز دانه ها دارند.نوع بلوکی آن در مرز دانه ها از لغزش مرز دانه ای جلوگیری میکند ولی نوع سلولی باعث کاهش زیاد چقرمگی می شود[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربید هایM6C:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú معمولا در محدوده دمایی 815تا950 تشکیل میشوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú MC+У=M6C+ỳ واکنش تشکیل آن میباشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú بعلاوه ممکن استM6C+M’=M23C6+M”[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú این کاربیدها دارای ساختار مکعبی پیچیده بوده و معمولا بصورت اتفاقی در زمینه توزیع میشوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú هنگامی تشکیل می شوند که مقدار Mo,Wدرزیاد باشد هنگامیکه این مقدار حدود (8-1)% ویا بیشتر باشد کاربیدهای M6CیاM23C6تواما در مرز دانه ها رسوب میکنند .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]نکته:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گاهی اوقات در برخی از سوپر آلیاژها که دارای Al,Cr,Tiمی باشندونوع خاصی از کاربیدها با ترکیب M7C3تشکیل می شود که Mمعمولا کرم می باشد با افزودنMo,Nb,W,Co به آلیاژ می توان این کاربید را خنثی کرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بوریدها:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عنصر B در مقادیر خیلی کم (حدود 01/0%)جهت اصلاح خواص مکانیکی اضافه میگردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اگر مقدار بور اضافه شده از این مقدار بیشتر گزدد باعث ایجاد فاز جدیدی با ترکیب M3B2 میگرددکه این فاز تمایل به رسوب در مرز دانه ها دارد. M مهمولا عنصر مولیبدن است اما می تواند عناصری مانند Ti,Ni,Cr نیز باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای شبکه کریستالی تتراگونال می باشند.ذراتی بسیار سخت بوده و دارای مورفولوژی بلوکی شکل هستند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عملیات حرارتی انحلال سوپر آلیاژها:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]هدف اولیه از این عملیات، حل کردن فازهای رسوب کرده خصوصا y’و کاربیدها که از پیش از انجام عملیات پیر سختی راسب گردیده اند و یا در حین سرد شدن راسب گردیده اند می باشد.عملیات حرارتی انحلال در دماهی پایین تر از 1080 سبب سرعتهای خزشی بالا تر شده و بهمین صورت عملیات حرارتی انحلال در دماهای بالاتر سبب گسیختگی در کرنش های خزشی کمتر می گردد .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اندازه دانه های هر آلیاژتابع درجه حرارت انحلال است[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]با افزایش اندازه دانه خزش در دمای بالا کمتر شده و لی استحکام قطعه نیز کمتر می شود.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]سختی رسوبی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]به منظور راسب کردن فازهای سخت کننده جهت رسیدن به خواص مکانیکی مورد نیاز صورت میگیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گاهی عملیات پیر سختی دو مرحله ایصورت میگیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]تغییر دمای رسوبỳ بر مقاومت خزشی و تنش شکست تاثیر میگذارد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]وقتیکه عملیات رسوب سختی در دمای خیلی کم زیر دمای انحلال صورت پذیرد سرعت خزش زیاد می گردد و عمر کاری قطعه کم میگردد .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]1) تقسیم بندی سوپر آلیاژ نیکل بر اساس ذوب:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]الف-آلیاژهای اولیه ذو ب شونده در هوا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ب-آلیاژهای جدید ذو بشونده در هوا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ج-آلیاژهای اولیه ذوب در خلا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]د-آلیاژهای ذوب شونده در خلا با استحکام بالا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]2) تقسیم بندی سوپر آلیاژهای نیکل بر حسب ترکیب شیمیایی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]1-آلیاژهای با Moبالا[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]2-آلیاژها با Ni-Cr(75-15)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]3-آلیاژها باNi-Cr(75-20)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]4-آلیاژها باNi(35-60),Cr-Co(20-20)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]5-آلیاژها با درصد مختلف از Ni,Cr,Co,Mo[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]6-آلیاژهای اصلاح شده گروه پنج با کبالت کمتر[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]7-آلیاژهای اصلاح شده گروه پنج با آهن بیشتر و کبالت کمتر[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]8-آلیاژهای اصلاح شده گروه یک با آهن زیاد و مولیبدن کم[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه یک سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بیشتر از 15%Mo داشته .دارای مقاومت خوبی در برابر اسیدها می باشند.مثلا:HastelloyB آلیاژی بود که برای ساخت پره های تولید شده از طریق فورج در موتور توربین I-16 بکار رفت.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه دو سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای 75%Ni,15%Cr,10% عناصر دیگر می باشد.قابل رسوب سختی می باشند. بعضی از آلیاژهای این گروه در دو مرحله پیر سختی می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کار سرد میتواند سبب افزایش استحکام در کاربردهای با دمای پائین تر گرددکه در این حالت مواد می توانند به سادگی تنش زدایی شوند.تولیدات کار سرد و کشش سرد در حدود 1800f آنیل می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه سوم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]این آلیاژها در انگلستان توسعه یافته و بر مبنای آلیاژ نیکروم(80Ni-20Cr) که به میزان زیادی برای ساخت المنتهای کوره های الکتریکی بکار می رود ، طراحی گردیدند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه چهارم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مشابه گروه دو و سه بوده بجز آنکه با کاهش Niحدود 20%Co افزوده گردیده. نسبت به گروههای قبلی استحکام خزش-گسیختگی بیشتری دارد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه پنجم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]با چهار گروه قبلی متفاوتند. دارای حدود 3% یا بیشتر Mo می باشند. به منظور ساخت اجزاء توربین گازی، نظیر پره های توربین،دیسکها،پره های هدایت کننده، محفظه احتراق، پس سوزو... استفاده می شوند.برای ساخت اجزائی که در دمای بالا بکار رفته و نیازمند استحکام بالا در دماهای بالا می باشند مناسب اند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه ششم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بسیار شبیه گروه پنج بوده با مقدار کبالت بسیار کم و درصد Ni بالاتر مانند ترکیب گروه های 2,3 با بیش از 4%MoیاW می باشند.درنتیجه استحکام خزش-گسیختگی بیشتری نسبت به گروه دو و سه دارند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه هفتم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]افزایش مقدار آهن بیش از 15% و کاهش کبالت و کاهش میزان نیکل برای ساخت قطعات پیچیده از طریق جوشکاری و ورقها که نیاز به ترکیبی از قابلیت ساخت عالی ، استحکام در دماهای بالا و مقاومت اکسیداسیون دارند مناسب اند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گروه هشتم سوپر آلیاژ نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif](17-20)% FeوMo کمتر از 10% داشته[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]استحکام خزش-گسیختگی این گروه باندازه سایر گروهها نمی باشد اما مزیتهای آن قیمت پائین تر و ساخت آسانتر می باشد. برخی از کاربرد های این آلیاژ در دماهای بالا،قطعات کوره ها و کاربرد در اجزاء موتور هواپیما نظیر پس سوز، پره های توربین،پره های هدایت کننده و...می باشند. معمولا از HastelloyF بخاطر مقاومت خوردگی خوب آن استفاده می شود.آلیاژ HastelloyX برای بویلرها و مخازن تحت فشار بکار میرود.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازهای موجود در سوپر آلیاژهای پایه نیکل:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در ساختار میکروسکوپی سوپر آلیاژهای پایه نیکل چند نوع فاز دیده می شود که مهمترین آنها عبارتند از فازУوỳو کاربیدها، بعلاوه ممکن است فازهایی مانند ỳمرز دانه ای و بوریدها نیز تشکیل گردد. همانطور که میدانید عوامل موثر بر حلالیت 1-تشابه ساختار کریستالی 2-تشابه ظرفیت اتمی 3- پائین بودن اختلاف اندازه اتمی میباشد که اختلاف اندازه اتمی عنصر حل شونده با عنصر زمینه نباید از 15% تجاوز نماید .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عناصری که در فاز Уحل می شوند معمولا این اختلاف زیر 15% است .هر چه اندازه اختلاف بیشتر باشد استحکام ناشی از حل شدن در محلول جامد بیشتر می گردد در نتیجه عناصری که اختلاف اندازه اتمی بیشتری با Ni دارند حلالیت کمتری داشته اما استحکام محلول جامد را بیشتر افزایش می دهند مثلا:کربن یک عنصر حل شونده در فاز Уاست که 27% اختلاف اندازه اتمی با نیکل داردپس به مقدار کمی در نیکل حل شده اما استحکام آن را به مقدار زیادی افزایش می دهد.(Ni,Co,Fe,Re,W,V,Cr,Hf)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری که در رسوب Уقرار می گیرند و معمولا دارای فرمولNi3X می باشند.(Ta,Ti,Al,Nb)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری که تمایل به جدایش در مرز دانه ها دارند(Zr,Cr,B)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصر کاربید زا و عناصری که پوسته اکسیدی تشکیل می دهند (عناصرMo,Cr,Ta موجب تشکیل کاربید میگردند و عناصر Al,Cr باعث ایجاد پوسته اکسیدی می گردند.)[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· Hf می تواند در فازهای مختلف Уوỳقرار گیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فاز : y[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· این فاز محلول جامدی از Уبا شبکهfcc است که عناصری مانند Cr,Co,Fe,Mo,W,V,… با حل شدن در آن باعث افزایش استحکام می گردند .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]· عناصری مانند Mo,W بعلت دارا بودن ضریب نفوذ پائین باعث کاهش خزش می گردند. و Co نیز با کاهش انرژی نقص در چیده شدن بین نا بجایی ها، پدیده لغزش را مشکل ساخته و لذا باعث افزایش مقاومت خزشی این آلیاژها می گردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازỳ:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]این فاز که در حین عملیات رسوب سختی سوپر آلیاژها بصورت ذرات ریز و پراکنده در زمینه yراسب گردیده اند[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای ساختار کریستالی fcc و ترکیبNi3X بوده وعامل سخت کنندگی رسوبی در سوپر آلیاژهای پایه نیکل است.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif] Xمیتواند عناصر الکتروپوزیتیو مثل (Al, Ti,Cb) باشد و عناصر الکترونگاتیو مانند (Fe,Co) می توانند جانشین نیکل شوند. مهمترین ترکیب این فازها Ni3Al ویاNi3(Al,Ti) می باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]ỳ:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مورفولوژی(ریخت شناسی) ذرات ỳبستگی به عدم انطباق پارامتر شبکه دارد .معمولا عدم انطباق پارامترشبکه یک درصد می باشد.این عدم انطباق باعث ایجاد کرنش های الاستیک گردیده که بعنوان موانعی در برابر حرکت نابجایی ها عمل می کنند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]افزایش درصد حجمی ỳموجب افزایش استحکام در دمای بالا می گردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]فازهای کاربیدی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]میزان انحلال کربن در زمینه کم میباشد لذا مقدار اضافی بصورت ترکیبات کاربیدی راسب می گردند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]مقدار کربن در آلیاژهای کارپذیر بین 2/0-02/0 درصد و در آلیاژهای ریختگی حدود 6/0 در صد می باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اگر ترکیب کربن با عناصر دیگر بصورت کاربیدهای پیوسته در مرز دانه ها راسب گردنداستحکام و داکتیلیته را بشدت کاهش میدهنداما اگر بصورت غیر پیوسته در مرزها رسوب کنند باعث کاهش لغزش مرز دانه ای میگردند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدهای موجودMC,M6C,M23C6,گاهیM7C3[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدMC:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در حین انجماد سوپر آلیاژها تشکیل شده و معمولا بصورت ذرات جدا از هم و بطور پراکنده در زمینه توزیع می شوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای ساختار fccبوده و بسیار متراکم اندعنصرM معمولا از عناصر فعال یا دیرگداز بوده است.کمبود کرم و بالا بودنNb,Ta,Fe موجب پایداری این کاربید میگردد.ممکن است درداخل دانه ها یا مرز دانه ها راسب گردند،در واقع این کاربیدها عامل اصلی تشکیل سایر کاربید هستند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربیدهای نوعM23C6 :[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]در حین عملیات حرارتی یا سرویس دهی سوپر آلیاژها در محدوده دمایی (980-760)کاربیدهای MC تجزیه شده و باعث ایجاد کربن میگردد که این کربن می تواند باعث ایجاد این نوع کاربید گردد و بعلاوه باعث تشکیل فازy’ که فاز سخت کننده رسوبی است شود.واکنش بصورت زیر می باشد: MC+У=M23C6+ỳ[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]معمولا با مقادیر زیاد کروم تشکیل شده و عنصر M معمولا کروم می باشد.می توانند بشکل بلوکی یا سلولی شکل باشندکه معمولا تمایل به تشکیل در مرز دانه ها دارند.نوع بلوکی آن در مرز دانه ها از لغزش مرز دانه ای جلوگیری میکند ولی نوع سلولی باعث کاهش زیاد چقرمگی می شود[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]کاربید هایM6C:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú معمولا در محدوده دمایی 815تا950 تشکیل میشوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú MC+У=M6C+ỳ واکنش تشکیل آن میباشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú بعلاوه ممکن استM6C+M’=M23C6+M”[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú این کاربیدها دارای ساختار مکعبی پیچیده بوده و معمولا بصورت اتفاقی در زمینه توزیع میشوند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]Ú هنگامی تشکیل می شوند که مقدار Mo,Wدرزیاد باشد هنگامیکه این مقدار حدود (8-1)% ویا بیشتر باشد کاربیدهای M6CیاM23C6تواما در مرز دانه ها رسوب میکنند .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]نکته:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گاهی اوقات در برخی از سوپر آلیاژها که دارای Al,Cr,Tiمی باشندونوع خاصی از کاربیدها با ترکیب M7C3تشکیل می شود که Mمعمولا کرم می باشد با افزودنMo,Nb,W,Co به آلیاژ می توان این کاربید را خنثی کرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]بوریدها:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عنصر B در مقادیر خیلی کم (حدود 01/0%)جهت اصلاح خواص مکانیکی اضافه میگردد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اگر مقدار بور اضافه شده از این مقدار بیشتر گزدد باعث ایجاد فاز جدیدی با ترکیب M3B2 میگرددکه این فاز تمایل به رسوب در مرز دانه ها دارد. M مهمولا عنصر مولیبدن است اما می تواند عناصری مانند Ti,Ni,Cr نیز باشد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]دارای شبکه کریستالی تتراگونال می باشند.ذراتی بسیار سخت بوده و دارای مورفولوژی بلوکی شکل هستند.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]عملیات حرارتی انحلال سوپر آلیاژها:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]هدف اولیه از این عملیات، حل کردن فازهای رسوب کرده خصوصا y’و کاربیدها که از پیش از انجام عملیات پیر سختی راسب گردیده اند و یا در حین سرد شدن راسب گردیده اند می باشد.عملیات حرارتی انحلال در دماهی پایین تر از 1080 سبب سرعتهای خزشی بالا تر شده و بهمین صورت عملیات حرارتی انحلال در دماهای بالاتر سبب گسیختگی در کرنش های خزشی کمتر می گردد .[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]اندازه دانه های هر آلیاژتابع درجه حرارت انحلال است[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]با افزایش اندازه دانه خزش در دمای بالا کمتر شده و لی استحکام قطعه نیز کمتر می شود.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]سختی رسوبی:[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]به منظور راسب کردن فازهای سخت کننده جهت رسیدن به خواص مکانیکی مورد نیاز صورت میگیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]گاهی عملیات پیر سختی دو مرحله ایصورت میگیرد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]تغییر دمای رسوبỳ بر مقاومت خزشی و تنش شکست تاثیر میگذارد.[/FONT]
[FONT=Georgia, Times New Roman, Times, Serif]وقتیکه عملیات رسوب سختی در دمای خیلی کم زیر دمای انحلال صورت پذیرد سرعت خزش زیاد می گردد و عمر کاری قطعه کم میگردد .[/FONT]
