تأثیر پوشش آلومینایدی روی عمر خزشی سوپرآلیاژ پایه نیکل Rene-80 | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 2، خرداد و تیر 1400، صفحه 145-156 اصل مقاله (1.07 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.2176 | ||
| نویسندگان | ||
| مهرداد کریمی1؛ مصطفی لیوانی* 2؛ حمیدرضا زارعی3 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی‌ارشد سوانح هوایی و صلاحیت‌های‌پروازی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران | ||
| 2استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران | ||
| 3دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری،تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، عمر خزشی سوپرآلیاژ Rene-80 در دو حالت بدون پوشش و پوشش‌دار بصورت تجربی مورد مطالعه قرار میگیرد. محدوده دمای کاری این سوپرآلیاژ در حدوده760–982 درجه سانتی‌گراد می‌باشد، به منظور افزایش مقاومت آن در برابر عواملی تخریب سطحی چون اکسیداسیون، خوردگی داغ و فرسایش در دمای بالا، پوشش بر روی آن اعمال می‌شود و کاربرد آن بدون پوشش توصیه نمی‌گردد. در این مقاله پوشش‌های آلومینایدی نفوذی با دو روش جداگانه نفوذی-پودری و نفوذی-دوغابی به ترتیب با نام تجاری Codep-B و IP1041 بر روی این سوپرآلیاژ اعمال شد و تأثیر این پوشش‌ها بر روی عمر خزشی این سوپرآلیاژ در دمای ۹۸۲ درجه سانتی‌گراد به همراه متالوگرافی نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد مطالعه قرار میگیرد. بدین منظور، نمونه‌های مطابق با استاندارد ASTM-E8 تولید و بعد از پوشش‌دهی به همراه نمونه‌های بدون پوشش تحت آزمون خزش مطابق با استاندارد ASTM-E139 قرار گرفتند. پارامترهای کنترلی شامل دما، تنش و عمر خزشی نمونه‌های بدون پوشش مطابق با استاندارد C50TF28 ارزیابی می‌شود. نمونه‌های خزشی بدون پوشش به طور میانگین پس از ۳۳ ساعت استحکام خود را از دست داده و گسیخته شده‌اند. نمونه‌های پوشش‌دار آلومینایدی ساده پودری به طور میانگین پس از ۴۵ ساعت و نمونه‌های پوشش آلومینایدی سلیسیم دوغابی به طور میانگین پس از ۵۱ ساعت استحکام خود را از دست داده‌اند. نتایج نشان داد که پوشش‌ها باعث افزایش عمر خزشی نمونه‌های پوشش‌دار نسبت به نمونه‌های بدون پوشش حداقل در حدود ۱۲ ساعت می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| خزش؛ سوپرآلیاژ؛ پوشش نفوذی؛ آلومینایزینگ | ||
| مراجع | ||
|
[1] Erickson, GL (1994) Super alloy development for aero and industrial gas Turbine. ASM Int. Cannon-Muskegon Corporation, Michigan.
[2] Domas PA, Antolovich SD (1985) A mechanistically based model for high temperature notched LCF of rené 80. Eng Fract Mech 21(1): 203-214.
[3] Goswami T, Hanninen H (2001) Dwell effects on high temperature fatigue damage mechanisms. Mat Des 22(3): 217-236.
[4] Safari J, Nategh S (2006) On the heat treatment of Rene-80 nickel-base superalloy. J Mat Proc Tech 176(1): 240-250.
[5] Cappelli PG (1978) Coating processes in high temperature alloy for gas Turbines. Appl Sci Pub, London.
[6] Pettit FS, Goward GW (1983) Coatings for high temperature applications. Appl Sci Pub, London.
[7] Chang WH (1987) Tensile embitterment of turbine blade alloys after high-temperature exposure, Superalloy. Mater Sci Eng 88.
[8] Kameda J, Bloomer TE, Sugita Y, Ito A, Sakurai S (1997) Mechanical properties of aluminized CoCrAlY coatings in advanced gas turbine blades. Mat Sci Eng A 234-236: 489-492.
[9] Goward GW (1970) Current research on the surface protection of superalloys for gas turbine engines. J Met 31.
[10] Eskner M (2004) Mechanical Behavior of gas turbine coatings. Doctoral Thesis, Royal Institute of Technology.
[11] Kolkman HJ (1987) Creep, fatigue and their interaction in coated and uncoated René 80. 91Mater. Sci Eng 89: 81-91.
[12] Webb G, Strangman T, Frani N, Date C, Willson L Rana R (1996) Prediction of oxidation assisted crack growth behaviour within hot section gas turbine components. Superalloys 345-352.
[13] Matsuda N, Umezawa S, Kojima Y (1991) Effect of corrosion resistance coating on fatigue-creep interaction live of NI base supperalloy Rene 80. J Soc Mat Sci 40(449): 165.
[14] Seong-Ho H, Gi-Ryong L, Chang-Yong J, In-Bae K, Hak-Min K (1993) A study on the creep behavior of Rene 80 superalloy. Kor J Mat Res 3(6): 575-584.
[15] Rahmani K, Nategh S (2008) Influence of aluminide diffusion coating on the tensile properties of the Ni-base superalloy René 80. Surf Coat Tech 202(8): 1385-1391.
[16] Rahmani K, Nategh S (2008) Influence of aluminide diffusion coating on low cycle fatigue properties of Ren´e 80. Mat Sci Eng A 486: 686-695
[17] Aghaie-Khafri M, Farahany S (2010) Creep life prediction of thermally exposed Rene 80 superalloy. J Mat Eng Perf 19: 1065-1070.
[۱۸] میراسماعیلی س‌م، رضایی‌زاده سیبنی ظ (1391) بررسی تأثیر ناخالصی آهن بر ریزساختار و رفتار خزش فرو روندگی سوپرآلیاژ ریختگی Al-Ni -Mn –Mg. اولین همایش بین المللی و ششمین همایش مشترک انجمن مهندسی متالورژی ایران، تهران.
[۱۹] طاهری م، سالمی گلعذانی ع، شیروانی ک (1391) تأثیر پوشش آلومینایدی بر رفتار خزشی سوپرآلیاژ پایه نیکلیGTD-111 . مواد نوین 68-61 :(7)3.
[۲۰] آزادی م، رضانژاد س (1394) ارایه مدل تخمین عمر خزش برای سوپرآلیاژ مورد استفاده در پره توربین قطعه توربوشارژ. نهمین همایش بین المللی موتورهای درونسوز، تهران.
]21[ کلاگر ع‌م، چراغ‌زاده م، تبریزی ن، شهریاری مس (1395) تأثیر شرایط کاری بر ریزساختار و مکانیزم‌های تغییر فرم خزشی پره‌های توربین گاز از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل IN738LC. مهندسی متالورژی 160-146 :(2)19.
[۲۲] سلیمانی س (1396) بررسی تغییر شکل خزشی ابرآلیاژهای تک‌کریستالی پایه نیکل با استفاده از پلاستیسیتهی نابجاییهای گسسته. مجله مهندسی مکانیک مدرس 179-171 :(7)17.
[۲۳] هانیه آرو و محمد آزادی (۱۳۹۸) مدلسازی رفتار خزشی در آلیاژ آلومینیوم، سلیسیوم، مس، نیکل، منیزیم در دماها و سطوح تنش مختلف. نشریه علمی مکانیک سازهها و شاره‌ها 76-61 :(2)9.
[24] ASTM standard (1998) Test method for tension testing of metallic material, E8: 62.
[25] Technical data sheet (2017) IPAL Diffusion Coating, IP1041.
[26] Test method for conducting creep (2018) Creep-rupture, and stress-rupture test of metallic materials. ASTM-E139 Standard.
[27] Air Force technical publication, T.O. 2J-J85-66, C50TF28, T.O.2j.j79-53 5-55. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,659 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,073 |
||