بررسی اثر سرعت کشش بر ریزساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111 در فرآیند انجماد جهت دار

در این تحقیق اثر سرعت کشش در فرآیند انجماد جهت دار بر ساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111 مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور، ابتدا نمونه های جهت دار تحت سرعت های کشش mm/min 10 و1 در کوره بریجمن (مجهز به ناحیه خنک کننده گرافیتی) ریخته گری شد. سپس بررسی های ساختاری توسط میکروسکوپ نوری (OM) و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) در مقاطع طولی و عرضی (نسبت به راستای انجماد) در پایین (محل شروع انجماد) و بالای (محل خاتمه انجماد) نمونه های انجماد جهت دار یافته صورت گرفت. نتایج نشان داد با افزایش سرعت کشش، اندازه منطقه پلی کریستال در پایین نمونه های جهت دار افزایش یافت. افزون بر این، با افزایش سرعت کشش از mm/min1R= به mm/min10R=، فواصل بازوهای دندریتی اولیه و ثانویه به ترتیب از μm 445 به μm252 و از μm 110 به μm60 کاهش یافت. اندازه رسوبات گاماپرایم نیز با افزایش سرعت کشش از mm/min1R= به mm/min10R= در بالای نمونه ها از μm468 به μm421 و در ناحیه پایین آن ها از μm711 به μm 604 کاهش یافت. همچنین با توجه به جهت خروج حرارت حین انجماد جهت دار در یک سرعت کشش ثابت، ناحیه پایین نمونه تا لحظات پایانی انجماد در معرض حرارت خروجی از ناحیه بالای آن بوده که باعث افزایش اندازه گاماپرایم ناحیه پایینی (μm 711 در mm/min1R= و μm 604 در mm/min10R=) نسبت به بالای نمونه (μm 468 در mm/min1R= و μm 421 در mm/min10R=) شد. بهترین ریزساختار متعلق به بالای نمونه جهت دار با سرعت کشش بالاتر (mm/min10) است که دارای اندازه گاماپرایم کوچک با توزیع همگن و مورفولوژی منظم می باشد.