پديد آورنده :
نامداريان، سلمان
عنوان :
ارزيابي رفتار تغيير شكل داغ سوپرآلياژ پايه نيكل Udimet 720
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 84ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
سوپرآلياژ , Udimet720 , تغيير شكل داغ , فشار داغ , تبلورمجدد , رسوب گذاري
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/03/05
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/03/09
چكيده فارسي :
هدف از اين پژوهش ارزيابي رفتار تغيير شكل داغ سوپرآلياژ پايه نيكل Udimet720 و شناخت محدوده دمايي مناسب براي اعمال تغيير شكل داغ در فرايندهايي مانند نورد و فورج شعاعي است. بدين منظور پس از تعيين تركيب شيميايي آلياژ، شمش اوليه با قطر 95 ميليمتر با استفاده از ذوب، آلياژسازي و ريخته گري تحت خلأ تهيه شد. عمليات همگن سازي در دماها و زمان هاي مختلف انجام شد و دما و زمان مطلوب به دست آمد. دماي انحلال فاز γ′ با تركيب شيميايي Ni3Al توسط روش ديلاتومتري تعيين شد. آزمون هاي فشار داغ پيوسته در محدوده دمايي oC1050-1150 و نرخ كرنش هاي ثابت 0.001 و 0.01s-1 و مقدار كرنش 0.7 انجام گرفت. آزمونهاي فشار داغ چند مرحله اي در نرخ كرنش هاي ثابت 0.01 , 0.1s-1 در چهار مرحله از دماي 1125 تا 1050oC با زمانهاي بين مرحلهاي 30، 60، 120 و 240 ثانيه و كرنش 0.2 در هر مرحله انجام شد. نمودارهاي تنش-كرنش حقيقي در دماها و زمانهاي مختلف ترسيم شد و ريزساختارهاي حاصل با استفاده از ميكروسكوپ هاي نوري و الكتروني مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد همگن سازي مطلوب قبل از تغيير شكل داغ براي اين آلياژ در دماي 1150oC انجام مي شود. انحلال رسوبات γ′ نيز تقريباً در دماي 1150oC اتفاق مي افتد. نتايج آزمايش هاي فشار داغ پيوسته نشان داد كه اين آلياژ از شكل پذيري پاييني برخوردار بوده و انجام تغيير شكل به صورت پيوسته تا كرنش 0.7، بر روي نمونه ريختگي باعث ايجاد ترك و يا تخريب نمونه مي شود. نتايج حاصل از آزمونهاي فشار داغ چند مرحله اي نشان داد، افزايش تنش سيلان در هر مرحله به دليل كاهش ميزان تبلور مجدد در اثر افت دما و افزايش ميزان رسوبگذاري رسوبات γ′ است. تغيير شكل در دماي 1150oC باعث تخريب نمونه شد و لذا شروع تغيير شكل بايد در دماهاي پايين تر انجام گردد. نتايج نشان داد بر همكنش تبلور مجدد و رسوبگذاري باعث مي شود انجام تغيير شكل در دماهاي پايين تر از 1075oC با افزايش قابل ملاحظه تنش سيلان همراه باشد. در زمانهاي بين مرحله اي كوتاه (30 ثانيه) و طولاني (240 ثانيه) تنش سيلان افزايش زيادي داشت و زمان بهينه در زمانهاي متوسط 60 و 120 ثانيه به دست مي آيد. ريزساختار آلياژ پس از تغيير شكل چند مرحله اي، به صورت دانه هاي كشيده شده در جهت اعمال نيرو بود. اين ساختار در نرخ كرنش 0.01s-1 حاوي دانه هاي تبلور مجدد يافته به صورت جزئي بود و در نرخ كرنش 0.1s-1 كسر دانه هاي تبلور مجدد يافته كمتر شد. محدوده دمايي مناسب براي تغيير شكل داغ آلياژ Udimet720 در محدوده دمايي 1075 تا 1125oC براي نرخ كرنش هاي 0.01 , 0.1s-1 به دست آمد.
چكيده انگليسي :
The purpose of this research is to evaluate the hot deformation behavior of Udimet 720 nickel base superalloy and to know the appropriate temperature range for applying hot deformation in processes such as rolling and radial forging. For this purpose, after determining the chemical composition of the alloy, the primary ingot with a diameter of 95mm was prepared using melting, alloying and vacuum casting. The homogenization operation was performed at different temperatures and times and the desired temperature and time were obtained. The dissolution temperature of the γ′ phase was determined by the dilatometric method. Continuous hot compression tests were performed in the temperature range of 1050-1150 oC and constant strain rates of 0.001 and 0.01 s-1 and the strain value was 0.7. Multipass hot compression tests at constant strain rates of 0.01 and 0.1 s-1 in four stages from 1125 to 1050 oC with interpass times of 30, 60, 120 and 240 seconds and 0.2 strain was applied in each step. True stress-strain curves were drawn at different temperatures and times, and the resulting microstructures were examined using optical and electron microscopes. The results showed that the desired homogenization is done before hot deformation for this alloy at a temperature of 1150 oC. The dissolution of γ′ precipitates also occurs at approximately 1150 oC. The results of continuous hot compression tests showed that this alloy has low workability and continuous deformation up to a strain of 0.7 on the casting sample causes cracks or destruction of the sample. The results of the multipass hot compression tests showed that the increase in stress in each stage is due to the decrease in the recrystallization rate due to the temperature drop and the increase in the precipitation rate of γ' precipitates. Deformation at a temperature of 1150 oC caused the destruction of the sample, so the beginning of the deformation should be done at lower temperatures. The results showed that the interaction of recrystallization and precipitation causes deformation at temperatures lower than 1075 oC to be accompanied by a significant increase in stress. In the short (30 seconds) and long (240 seconds) interpass times, the stress increased greatly, and the optimal time is obtained in the average times of 60 and 120 seconds. The microstructure of the alloy after multipass deformation was in the form of elongated grains in the direction of force application. This structure contained partially recrystallized grains at the strain rate of 0.01 s-1 and the fraction of recrystallized grains decreased at the strain rate of 0.1 s-1. The optimum temperature range for hot deformation of Udimet720 alloy was obtained in the temperature range of 1075 to 1125 oC for strain rates of 0.01 and 0.1 s-1.
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد , محمود منيرواقفي
استاد داور :
محمدرضا طرقي نژاد , محمود منيرواقفي