بررسی اثر رسوب سختی بر ریزساختار انجماد جهت دار یافته سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111

سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111 به دلیل مقاومت به خوردگی داغ و اکسیداسیون عالی و استحکام مکانیکی مناسب در دمای بالا در ساخت پره های ردیف اول توربین های گازی نیروگاهی کاربرد دارد. در این تحقیق تاثیر عملیات همگن سازی، انحلال جزئی با دو نرخ سرمایش (آب و هوا) و پیرسازی بر ساختار و سختی سوپرآلیاژ جهت دار شده GTD-111 بررسی شد. به این منظور نمونه استوانه ای با دانه بندی جهت دار به قطر 10 میلیمتر و ارتفاع 40 میلیمتر به روش بریجمن با سرعت کشش قالب 6 میلیمتر بر دقیقه تهیه شد. مشاهدات درشت ساختاری نمونه جهت دار، حضور دانه های کشیده شده در راستای طولی نمونه را به علت اعمال گرادیان دمایی در مذاب تایید کرد. همچنین بررسی های ریزساختاری نشان داد که عملیات همگن سازی باعث انحلال بخشی از رسوبات گاماپرایم اولیه در زمینه شد. بعلاوه، رسوبات گاماپرایم اولیه در نمونه سرد شده در آب از دمای انحلال جزئی دارای مورفولوژی کروی و مکعبی با گوشه های پخ دار و در نمونه سرد شده در هوا بصورت مکعبی گوشه دار بود. عملیات پیرسازی نیز به دلیل فوق اشباعیت زمینه از عناصر آلیاژی در حین فرآیند همگن سازی و انحلال جزئی، تاثیر عمده ای روی جوانه زنی و رشد رسوبات گاماپرایم ثانویه داشت که این اثر برای نمونه های سرد شده در آب از مرحله انحلال جزئی چشم گیرتر بود. نتایج سختی سنجی کاهش میزان سختی را پس از عملیات همگن سازی نشان داد. بعد از فرآیند پیرسازی نیز به دلیل بهبود مورفولوژی، اندازه و توزیع رسوبات افزایش سختی در نمونه ها ملاحظه شد.