اثر بور و زیرکونیوم بر ریزساختار و استحکام خستگی سوپر آلیاژ Nimonic 105 در دمای ˚C 750

Abstract

در این تحقیق، ریزساختار و خواص خستگی کم‌چرخه دما بالای سوپر آلیاژ Nimonic 105 در حضور بور و زیرکونیم مورد بررسی قرار گرفته است. آزمون خستگی کم چرخه در شرایط کرنش کنترل (کرنش 8/0) با نرخ بارگذاری s-13-10×3 در 0=R در دمای °C 750 در اتمسفر محیط انجام شده است. نتایج نشان داد که عنصر زیرکونیم سبب تشکیل کاربیدهای ZrC در مرز دانه‌ها و درون دانه‌ها می‌گردد. همچنین افزودن عنصر زیرکونیم سبب کاهش اندازه دانه آلیاژ شده است. در غیاب عنصر زیرکونیم رسوبات کاربیدی عمدتاً از نوع (Cr,Mo)23C6 و در مرزدانه‌ها یافت می‌شوند. عنصر بور سبب کاهش اندازه رسوبات ´γ می‌شود. با افزودن بور دوقلویی‌ها در ساختار افزایش چشمگیری دارد. افزودن عنصر بور تا 013/0% وزنی سبب بهبود خواص خستگی کم چرخه دما بالای آلیاژ می‌شود. در حضور( 013/0% وزنی) بور، شکست از نوع درون دانه‌ای و بین دانه‌ای است؛ در حالی که با افزودن عنصر زیرکونیم تا 16/0% وزنی نوع شکست کاملاً بین دانه‌ای می‌باشد. تشکیل کاربیدهای سخت صفحه‌ای MC ناشی از افزودن Zr که یک شبکه غیر‌کوهرنت با زمینه و مرزدانه‌ها دارند، مکان‌های شروع و تکثیر ریزترک‌ها را فراهم می‌کند. در نتیجه در حضور عنصر زیرکونیم ترک‌های ثانویه افزایش و عمر خستگی آلیاژ کاهش می‌یابد.