سنتز و مشخصه یابی آلیاژ آنتروپی بالای ۵.(Al.۵(FeNiCoCrMn

با توجه به روند تحقیقات انجام شده در مورد آلیاژهای آنتروپی بالا و پدید آمدن مفهوم ترکیبات آنتروپی بالا نظیر اکسیدهای آنتروپی بالا و فولادهای آنتروپی بالا مفهوم جدیدی چون ترکیبات بین فلزی آنتروپی بالا پدید آمد در این پژوهش با چشم داشت به رفتار دمای بالای این آلیاژها ترکیب آنتروپی بالای ۵.(Alos (FeNiCoCrMn سنتز شد و برخی خواص فیزیکی و مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفتند. سنتز این آلیاژ از روش های مختلفی امکان پذیر بود و در پژوهش های دیگر و آلیاژهای مشابه از روش آلیاژسازی مکانیکی و تفجوشی پلاسمایی جرقه ای نیز سنتز شده بود اما نوآوری این پژوهش در این است که به دلیل اهمیت خلوص و دستیابی به خواص همگن تر از روش ریخته گری تحت خلا استفاده شد. در این روش با اعمال اتمسفر آرگون که گازی خنثی است از ورود ترکیبات اکسیدی و نیتریدی مضر به درون مذاب جلوگیری شده است اما به دلیل اعمال خلا استفاده از مواد اولیه پودری امکان پذیر نیست لذا برای سنتز، ورق هایی از مواد اولیه با خلوص ۹۹.۹۹ با حفظ نسبت استوکیومتری ترکیب استفاده شد. به جهت دستیابی به همگونی، بیشتر ذوب کردن آلیاژ در خلا دو بار دیگر تکرار شد. خلا اعمالی ۳۰-۱۰×۵ میلی بار و پتانسیل الکتریکی ۳۵۰ ولت بود همچنین از تیتانیوم فداشونده برای اکسیژن زدایی و نیتروژن زدایی استفاده شد. از جمله اهداف این پژوهش دستیابی به آلیاژی تک فاز به همراه بررسی پایداری دمای بالای آن است. بنابراین نمونه ریختگی داخل دمای ۰۹۵ درجه و به مدت ۱۲ ساعت آنیل شد. پس از آنیل نمونه در روغن کوئنچ شد پس از آن فازیابی نمونه مورد نظر توسط دستگاه پراش پرتو ایکس انجام گرفت. نتایج فازیایی نشان دهنده ایجاد تک فاز نزدیک به B۲ یا فاز ترکیب بین فلزی NiAl است. همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و استفاده از آنالیز عنصری تصاویری از سطح و عمق نمونه گرفته شد که نشان دهنده ی همگونی ساختار آنیل شده و پراکندگی مناسب عنصری در این نمونه است. پس از آن با استفاده از دستگاه سختی سنجی، سختی دمای محیط این آلیاژ ۶۷۰ ویکرز شد که با مطالعات و تحقیقات پیشین همخوانی دارد. این آلیاژ هرچند از سختی بسیار بالایی برخوردار است اما به دلیل ماهیت ترکیبات بین فلزی آلومینایدی بسیار ترد است. سپس نوبت به بررسی خواص دمای بالای این آلیاژ شد. در این قسمت ابتدا با استفاده از ترموگراویمتری پایداری حرارتی و مقاومت به اکسیداسیون این آلیاژ تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد بررسی شد و دماهای بحرانی در رفتار این آلیاژ به دست آمد. این دماها عبارتند از ۸۰۰، ۹۵۰ و ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد که در هر دو یک کاهش وزن مشاهده می شود که استنباط می شود مربوط به تبخیر لایه اکسیدی، منگنز، کروم و آلومینیوم باشد. به دلیل محدودیت های دستگاه آنالیز حرارتی در خصوص دمای ذوب این آلیاژ نمی توان دقیق صحبت نمود. پس از آن به بررسی مقاومت اکسیداسیون این آلیاژ پرداخته شد. با توجه به دماهای به دست آمده در آنالیز حرارتی این آلیاژ به همراه نمونه هایی از اینکونل ۶۲۵ در سه دمای ۸۵۰، ۹۰۰ و ۹۵۰ درجه سانتی گراد به مدت زمان ۳۰ ساعت قرار گرفت و قبل و بعد از اکسیداسیون در بازه های زمانی مختلف توزین شد تا با استفاده از تغییرات وزن نرخ اکسیداسیون دمای بالای آن محاسبه شود. این آلیاژ همچون اینکونل ۶۲۵ از مکانیزم لگاریتمیک تبعیت می کند. هرچند نرخ خوردگی این آلیاژ بیشتر از اینکونل ۶۲۵ است لکن از نظر روند اکسیداسیون هر دو آلیاژ روند یکسانی داشته که با توجه به چگالی پایین تر و صرفه اقتصادی بیشتر این آلیاژ می توان از آن به عنوان پوشش استفاده کرد هر چند بهینه سازی فرایند پوشش دهی و بررسی نحوه اتصال نقاط کلیدی در بررسی های آتی خواهد بود.

کلیدواژه ها:

ترکیب بین فلزی آنتروپی بالا ۵.Alos (FeNiCoCrno ، مشخصه یابی آنالیز ، حرارتی ، اکسیداسیون دمای بالا