اصلاح ترکیب شیمیایی سوپرآلیاژ پایه آهن-نیکل A۲۸۶ با عنصر دیرگداز Nb

سوپرآلیاژ پایه آهن-نیکل A۲۸۶ ، به عنوان یکی از مواد پرکاربرد در صنایع توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرد. ایجاد رسوبات فاز اتا (  ) در این آلیاژ در حین سروی سده ی ، منجر به افت خواص مکانیکی و کاهش عملکرد آن می گردد. هدف از تحقیق حاضر بررسی شرایط تشکیل فاز  با اصلاح ترکیب شیمیایی آلیاژ A۲۸۶ است. بدین منظور شش آلیاژ با نام های، Nb۰ ، Nb۱۵ ، Nb۲۵ ، Nb۳۰ ، Nb۳۵ و Nb۴۰ با مقادیر مختلف عناصر تاثیرگذار شامل آلومینیوم، تیتانیوم و نایوبیوم ( Nb ) طراحی و با روش VIM تولید شدند. پس از عملیات همگن سازی، نوردگرم و انحلال سازی، تمام آلیاژها تحت عملیات حرارتی پیرسازی در بازه دمایی °C۶۵۰ الی °C۹۰۰ به مدت زمان ۲ الی ۳۰ ساعت قرار گرفتند. تحولات ریزساختاری شامل مقدار رسوبات  و گاماپرایم (/ γ) به وسیله میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی ( SEMFE ) مجهز به EDS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج مبتنی بر مشاهدات ریزساختاری نشان داد که افزودن عنصر ناییوبیم، از یک سو سبب افزایش کسر حجمی فاز γ' از ۷ / ۱۰ به ۱۲ درصد حجمی شده و از سوی دیگر با به تعویق انداختن استحاله فاز γ' به η به دماهای بالاتر، سبب پایدارتر شدن فاز γ' شد. تحولات ریزساختاری نشان داد که هرچند در دماهای °C۶۵۰ و °C۷۲۰ هیچ اثری از رسوبات  مشاهده نشده است، اما با افزایش دما به °C۸۴۰ میزان  به بیشترین مقدار رسیده و مجددا در دمای °C۹۰۰ ، ریزساختار عاری از  گردید. تحولات ریزساختاری نشان داد که با تغییر ترکیب شیمیایی از آلیاژ Nb۰ (شاهد) به آلیاژ Nb۳۰ ، روند میزان  کاهشی بوده ودر آلیاژهای Nb۳۵ و Nb۴۰ ، مقدار  افزایش داشته است. به نحوی که بیشترین کسر حجمی فاز  در دمای °C۸۴۰ و در آلیاژهای Nb۰ ، Nb۳۰ و Nb۴۰ به ترتیب برابر با ۴ / ۶ ، ۸ / ۴ و ۵ / ۷ درصد است. تحلیل نتایج نشان داد که کمترین کسر حجمی فاز  مربوط به آلیاژ Nb۳۰ بوده است.

کلیدواژه ها:

سوپرآلیاژ A۲۸۶ ، عنصر نایوبیوم ، عملیات پیرسازی ، فازهای / γ و  ، ریزساختار