ارزیابی تأثیر نسبت Ta/W بر ساختار میکروسکوپی و خواص تنش گسیختگی سوپرآلیاژ پایه‌نیکل PWA1483 تک‌بلور

در پژوهش حاضر، اثر نسبت Ta/W بر ساختار میکروسکوپی و خواص تنش گسیختگی سوپرآلیاژ پایه نیکل PWA1483 تک‌بلور بررسی شده است. بدین منظور، نمونه‌های سوپرآلیاژ تک‌بلور با نسبت‌های مختلف 0/75، 1، 1/3 و 1/5 از عناصر Ta و W به‌روش انجماد جهت‌دار بریجمن با شرایط انجمادی یکسان تحت سرعت کشش سه میلی‌متر بر دقیقه و شیب دمایی حدود هفت کلوین بر میلی‌متر ساخته شد. سپس نمونه‌ها تحت عملیات حرارتی پیرسازی استاندارد قرار گرفت. در ادامه بررسی‌های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و خواص تنش گسیختگی در شرایط 248 مگاپاسکال بر 982 درجه سانتی‌گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش نسبت Ta/W اندازه و کسر حجمی تخلخل‌های میکروسکوپی کاهش یافته، اندازه رسوبات فاز گاماپرایم ریزتر شده و عمر تنش گسیختگی افزایش می‌یابد. نمونه با نسبت 1/5= Ta/W دارای کمترین اندازه تخلخل (18/2 میکرومتر) و بیشترین عمر تنش گسیختگی (حدود 34 ساعت) بود. همچنین نمونه با نسبت 1=Ta/W از نظر جنبه‌های ساختاری و رفتار خزشی، یکنواختی بیشتری نسبت به سایر نمونه‌ها نشان داد. به‌نظر می‌رسد فازهای فشرده توپولوژیکی (TCP) از نوع η عامل اصلی کاهش عمر تنش گسیختگی در این سوپرآلیاژ بوده و تشکیل حفره‌ها در داخل این فاز و یا فصل مشترک آن با زمینه، منشأ شروع ترک و گسیختگی نمونه بوده است.

کلیدواژه ها:

Single crystal Ni-based superalloy ، PWA1483 ، Stress rupture properties ، Ta/W ratio ، TCP phases ، Bridgman method. ، سوپرآلیاژ پایه نیکل تک‌بلور ، PWA1483 ، خواص تنش گسیختگی ، نسبت Ta/W ، فازهای TCP روش بریجمن.