ارزیابی رفتار ترمومکانیکی سوپرآلیاژ نسل جدید پایه کبالت نیکل Co-Ni-Al-Cr-W-Ti-Ta-Nb-Mo-C-B (%wt) با استفاده از معادلات بنیادی و نقشه فرایند تغییر شکل

Abstract

هدف از پژوهش حاضر، بررسی رفتار کار داغ سوپرآلیاژ پایه کبالت نیکل نسل جدید با ترکیب شیمیایی Co-22.8Ni-3.4Al-8Cr-17.1W-1.5Ti-2.8Ta-1.5Nb-1.5Mo-0.06C-0.02B(%wt) به واسطه انجام آزمایش فشار، ارائه معادله بنیادی و نقشه فرایند تغییر شکل و تعیین مناطق امن و نا امن تغییر شکل است. در این راستا آزمایش فشار داغ در محدوده دمایی1200-1050 درجه سانتیگراد، با گام50 درجه سانتیگراد و نرخ‌های کرنش 1/0 ، 01/0 و 001/0 بر ثانیه تا کرنش 7/0 انجام شد. ارزیابی معادلات بنیادی حاکم بر فرایند تغییر شکل داغ سوپرآلیاژ، نشان داد که مدل ارائه شده براساس معادله سینوس هایپربولیک، نتایج تجربی را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی می‌نماید. با استفاده از معادله اشاره شده، انرژی فعال‌سازی تغییر شکل داغ آلیاژ مورد بررسی در پژوهش حاضر، 497 کیلو ژول بر مول بدست آمد. بر اساس نقشه فرآیند ترسیم شده برای آلیاژ مورد بررسی در پژوهش حاضر در کرنش 4/0، یک منطقه ناپایداری در دمای 1050 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش 01/0 بر ثانیه مشاهده شد. این درحالی است ‌که با افزایش دمای تغییرشکل، گستره و شدت منطقه ناپایداری کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل از نقشه فرایند و معادلات بنیادی، شرایط بهینه تغییر شکل آلیاژ مورد بررسی در محدوده دمایی 1150 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش 1/0 برثانیه و محدوده دمایی 1100 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش‌های 01/0 بر ثانیه تا 001/0 بر ثانیه با حداکثر بازده مصرف انرژی 45 درصد تعیین شد.