تجزیه و تحلیل عملکرد بخشش های آلیاژ با دمای بالا

بخش های آلیاژ با درجه حرارت بالا به دلیل خاصیت عالی درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش ، در هوافضا ، پتروشیمی ، تولید برق و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، عملکرد آنها تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند فرآیند جعل ، ریزساختار و عملیات حرارتی قرار دارد. در این مقاله ، ما عملکرد بخشش های آلیاژ با دمای بالا را از جنبه های ترکیب ، ریزساختار ، خصوصیات مکانیکی و عملیات حرارتی تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.

ترکیب بندی

ترکیب بخشش های آلیاژ با دمای بالا پیچیده است و آلیاژهای مختلف دارای ترکیبات شیمیایی متفاوتی و خصوصیات عملکرد مربوطه هستند. به طور کلی ، آلیاژهای درجه حرارت بالا از آهن ، نیکل ، کبالت ، کروم ، مولیبدن ، تنگستن و سایر عناصر تشکیل شده اند. به عنوان مثال ، Superalloys مبتنی بر نیکل به طور کلی حاوی بیش از 50 ٪ نیکل و همچنین عناصر مختلفی از جمله کروم ، کبالت ، مولیبدن و تنگستن است که برای بهبود استحکام درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر خزش و مقاومت به خوردگی اضافه می شوند. با این حال ، بخشش های آلیاژ با درجه حرارت بالا ممکن است حاوی ناخالصی باشد ، که می تواند بر خصوصیات مکانیکی و عمر خدمات بخشش ها تأثیر بگذارد.

ساختار

ریزساختار بخشش های آلیاژ با دمای بالا با خصوصیات مکانیکی آنها ارتباط نزدیکی دارد. ریزساختار اصلی آلیاژهای درجه حرارت بالا یک محلول جامد است که توسط ترکیبات بین فلزی و کاربیدها تقویت می شود. محلول جامد در درجه اول از نیکل یا کبالت تشکیل شده است ، در حالی که ترکیبات بین فلزی و کاربیدها در درجه اول حاوی کروم ، مولیبدن و تنگستن هستند. ریزساختار بخشش های آلیاژ با دمای بالا نیز تحت تأثیر فرآیند جعل قرار می گیرد که می تواند باعث ایجاد بافت ، تفکیک و تغییر شکل دانه ها شود. بافت و تفکیک می تواند بر ناهمسانگردی و خصوصیات مکانیکی بخشش ها تأثیر بگذارد ، در حالی که تغییر شکل دانه ها می تواند بر مقاومت در برابر خستگی و سختی بخش ها تأثیر بگذارد.

ویژگی های مکانیکی

خصوصیات مکانیکی بخشش های آلیاژ با دمای بالا برای عملکرد آنها در محیط های درجه حرارت بالا بسیار مهم است. خصوصیات مکانیکی شامل استحکام ، چقرمگی ، انعطاف پذیری ، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر خزش است. استحکام بخشش های آلیاژ درجه حرارت بالا در درجه اول از تقویت محلول جامد و ترکیبات بین فلزی و کاربیدها حاصل می شود. چقرمگی و انعطاف پذیری بخشش ها در درجه اول توسط ساختار دانه و مقاومت در برابر شروع و انتشار ترک تعیین می شود. مقاومت در برابر خستگی و مقاومت خزش از بخشش ها در درجه اول با مقاومت در برابر تغییر شکل چرخه ای و مداوم در محیط های درجه حرارت بالا تعیین می شود.

حرارت درمانی

عملیات حرارتی یک فرآیند اساسی برای بخش های آلیاژ با دمای بالا برای بهبود ریزساختار و خصوصیات مکانیکی آنها است. عملیات حرارتی به طور کلی شامل درمان محلول ، درمان پیری و درمان تسکین استرس است. از درمان محلول برای حل رسوبات و همگن سازی ریزساختار فرجده های آلیاژ درجه حرارت بالا استفاده می شود. از درمان پیری برای تشکیل یک ترکیب بین فلزی پایدار و رسوبات کاربید و بهبود استحکام درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر خزش استفاده می شود. از درمان تسکین استرس برای کاهش استرس باقیمانده و بهبود مقاومت و مقاومت در برابر چقرمگی و خستگی از فرجوها استفاده می شود.

نتیجه

به طور خلاصه ، بخشش های آلیاژ با درجه حرارت بالا مؤلفه های مهم در برنامه های مختلف با دمای بالا و مقاوم در برابر خوردگی هستند. عملکرد بخشش های آلیاژ درجه حرارت بالا تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند ترکیب شیمیایی ، ریزساختار ، خصوصیات مکانیکی و عملیات حرارتی قرار دارد. بنابراین ، کنترل این فاکتورها در طی فرآیند تولید بسیار مهم است تا از عملکرد با کیفیت بالا و قابل اعتماد از بندهای آلیاژ درجه حرارت بالا اطمینان حاصل شود.