16241

14494

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

يازده، 88ص. : مصور، جدول، نمودار

عباس بهرامي، مهدي عليزاده

رحمت اله عمادي، عبدالمجيد اسلامي

1399/10/29

كتابنامه

مهندسي مواد

مهندسي مواد

1399/10/30

2666423

21 چكيده متالورژي پودر از روشهاي شكلدهي فلزات است كه به خاطر ويژگيهايي چون امكان دستيابي به شكلنهايي قطعه سريع بودن و عدم نياز به ذوب ماده مورد استقبال قرار گرفتهاست از انواع روشهاي متالورژ ي پودر فرآيند تفجوشي پالسمايي جرقهاي مي باشد كه داراي ويژگيهاي زيادي از جمله سرعت باالي فرآيند امكان دستيابي به چگاليهاي باال امكان استفاده از گروه وسيعي از مواد همگني ساختار و دقت ابعادي باالي نمونه انجام فرآيند در دماهاي كمتر و انرژي مصرفي پايين تر ميباشد هدف از پژوهش حاضر دستيابي به شرايط بهينه تفجوشي پودر سوپرآلياژ پايه نيكل كولموني 6 جهت توليد نمونه با بيشترين چگالي ميباشد جهت بررسي اثر دماي فرآيند پودر مد نظر در دماهاي 007 057 008 و 058 درجه سانتيگراد به مدت 5 دقيقه تفجوشي شدند تصاوير متالوگرافي و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه نمونههاي توليد شده در دماهاي زير 058 درجه سانتيگراد فاقد چگالي و استحكام كافي ميباشند در نتيجه دماي بهينه فرآيند 058 درجه سانتيگراد انتخاب شد براي بررسي تاثير زمان پودر نمونه در دماي 058 درجه سانتيگراد در زمانهاي 5 01 و 51 دقيقه تفجوشي شد كه با بررسي تصاوير نوري و الكتروني مشخص شد كه بيشترين چگالي مربوط به تفجوشي در زمان 51 دقيقه ميباشد از افزايش بي شتر دما به دليل خطر ذوب موضعي و افزايش زمان به دليل خطر رشد دانهها صرف نظر گرديد جهت اندازهگيري چگالي و بررسي ميزان تخلخل نمونهها از روش پردازش تصوير و نرمافزارهاي پردازش تصوير Image J و MIP استفاده شد آزمون سنبه برشي جهت بررسي استحكام برشي نمونه انجام گرفت آزمون طيفسنجي پراش انرژي پرتو ايكس جهت بررسي تغييرات تركيب شيميايي سطح و از آزمون پراش پرتو ايكس جهت بررسي تغييرات فازي استفاده شد به منظور بررسي اثر زمان تفجوشي بر مقاومت به اكسيداسيون نمونهها نمونههاي مذكور تحت آزمون اكسيداسيون ناپيوسته در دماي 009 درجه سانتيگراد و در زمانهاي 1 3 5 و 42 ساعت قرار گرفتند نمونهها در ابتدا به مدت 1 ساعت در دماي 002 درجه سانتيگراد خشك شده و پس از آن سه مرتبه توزين شدند نمونههاي اكسيد شده پس از زمانهاي مذكور از كوره خارج و مورد توزين قرار گرفتند در نهايت با در نظر گرفتن وزن نمونه پيش و پس از آزمون نمودار اختالف وزن آنها رسم شد نتايج نشان داد كه افزايش ميزان تخلخل منجر به افزايش اكسيداسيون ميشود از طرفي اليه هاي اكسيدي توليد شده به دليل ايجاد تنش از سطح جدا شده و كنده ميشوند برآيند افزايش وزن ناشي از جذب اكسيژن و كاهش وزن ناشي از كنده شدن پوستهها اختالف وزن نمونه پيش و پس از آزمون را مشخص ميكند نتايج نشان داد كه نمونه تفجوشي شده در دماي 058 درجه سانتيگراد و زمان 5 دقيقه بيشترين و نمونههاي تفجوشي شده در همين دما و زمان 01 و 51 دقيقه پس از 42 ساعت كمترين افزايش وزن را از خود نشان داده اند كه اين رفتار به تغييرات تخلخل ساختار حين تف جوشي وابسته است كلمات كليدي تفجوشي پالسمايي جرقهاي سوپرآلياژ كولموني 6 اكسيداسيون آزمون سنبه برشي

87 A Study on the Effect of Spark Plasma Sintering on Properties and Oxidation resistance of Nickel based Colmonoy 6 Superalloy Powder Masoud Nadi Masoud nadi@ma iut ac ir October 20 2020 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiDr Abbas Bahrami a n bahrami@iut ac irDr Mahdi Alizadeh alizadeh@iut ac irAbstractPowder metallurgy is one of the metal forming methods that has been welcomed due to its characteristicssuch as the possibility of achieving part shapes speed and no need to melt the material One of the types ofpowder metallurgy methods is spark plasma sintering process which has many features such as high processspeed possibility of achieving high densities possibility of using a wide range of materials homogeneity ofstructure and high dimensional accuracy of the sample low processing temperature and energy consumption The aim of the present study is to achieve the optimal sintering conditions of nickel based Colmonoy 6superalloy powder to produce the sample with the highest density To investigate the effect of processtemperature the powder was sintered at 700 750 800 and 850 C for 5 minutes Metallographic andScanning Electron Microscopy images showed that the samples produced at temperatures below 850 Clacked sufficient density and strength As a result the optimum process temperature of 850 C was selected To investigate the effect of time the sample powder was sintered at 850 C at 5 10 and 15 minutes Metallographic and Scanning Electron Microscopy images showed that the maximum density related tosintering at 15 minutes To reduce the risk of local melting and increase grain size further temperatureincrease was prevented Image J and MIP image processing software were used to measure the density andporosity of the samples Shear Punch test was performed to evaluate the shear strength of the sample EnergyDispersive X ray Spectroscopy test was used to investigate changes in surface chemical composition and X ray diffraction test was used to investigate phase transformation In order to investigate the effect of stirringtime on the oxidation resistance of the samples the samples were subjected to discontinuous oxidation test at900 C at 1 3 5 and 24 hours The samples were first dried for 1 hour at 200 C and then weighed threetimes The oxidized samples were taken out of the furnace and weighed after the mentioned times Finally considering the weight of the sample before and after the test a graph of their weight difference was drawn The results showed that increasing the porosity leads to increased oxidation On the other hand the oxidelayers produced are separated from the surface and removed due to stress The result of weight gain due tooxygen absorbing and weight loss due to layer separating determines the difference in sample weight beforeand after the test The results showed that the sample sintered at 850 C and 5 minutes time were the mostand the sample sintered at the same temperature and time of 10 and 15 minutes after 24 hours the leastweight gain and It has been shown that this behavior depends on changes in the porosity of the structureduring sintering KeywordsSpark Plasma Sintering Superalloy Colmonoy 6 Oxidation Shear Punch

عباس بهرامي، مهدي عليزاده

رحمت اله عمادي، عبدالمجيد اسلامي