تحقیق در مورد سوپر آلیاژها

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 53
فهرست مطالب:

1) مقدمه ای دربارة سوپر آلیاژهای پایه Ni

2) تاریخچة سوپرآلیاژهای پایه Ni مورد استفاده در توربینهای گازی

3) ترکیب شیمیایی سوپر آلیاژهای پایه Ni

4) ساختار سوپرآلیاژهای پایه نیکل

1) مقدمه ای دربارة سوپر آلیاژهای پایه Ni

سوپر آلیاژ، آلیاژهای پایه Fe-Ni , Co,Ni هستند که عموماً در دمای بیش از c540 مورد استفاده قرار می گیرند. مجموعه های از جنس سوپر آلیاژها می تواند بوسیلة جوشکاری یا لحیم کاری ساخته شوند، اما ترکیبات دارای عناصر آلیاژی زیاد، حاوی مقدار زیادی از فازعهای سخت کننده هستند که این فازها جوشکاری را مشکل میکنند. دانسیتة سوپر آلیاژهای پایه co در حدود 8.3-9.4 gu/cu3 است و این مقدار برای سوپرآلیاژهای پایه Ni در حدود 7.8-8.9 gu/cu3 می باشد. دانسیتة سوپرآلیاژها بوسیلة عناصر آلیاژی تأثیر می پذیرد: Cr , Ti , Al دانسیته را کاهش می دهند، در حالیکه Ta , Rh , W آن را افزایش می دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز در وهلة اول به عناصر آلیاژی اضافه شونده و محیط مورد آزمایش بستگی دارد. دمای ذوب اولیه و دامنة دمایی ذوب سوپر آلیاژها توابعی از ترکیب و فرآیند اولیه است. سوپر آلیاژهای پایه Ni ممکن است دارای دمای ذوب اولیه ای در حدود c1204 باشند. سوپر آلیاژهای تک کریستال پیشرفتة پایه  Ni با مقادیر محدودی عوامل کاهنده تمایل دارند که دمای ذوب اولیه ای برابر با سوپرآلیاژهای پایه co داشته باشند. شبکه های آستینتی fcc سوپرآلیاژها دارای قابلیت انحلال زیادی برای برخی عناصر آلیاژی، داکتیلیتی عالی و ویژگیهای مطلوب برای رسوب فازهای استحکام بخش مؤثر هستند. ساختار نسبتاً پیچیدة سوپر آلیاژهای پایه Ni از زمینه ای آستیتی (r) تشکیل شده که توسط مکانیزم یا مکانیزم هایی نظیر محلول جامد (solid solution) رسوبات هم سیما (cohrent precipitate) با زمینه و انواع مختلف کاربید که در داخل زمیه و در طول مرز دانه ها توزیع شده اند مستحکم شده است. مقاومت به خوردگی، استحکام زیاد و مقاومت خزشی بالا از مشخصات این نوع آلیاژها می باشند که از طریق کنترل ترکیب شیمیایی فاز زینه و فازهای ثانویه، مورفولوژی و میزان پراکندگی فازها و شرایط ریخته گری و عملیات حرارتی بدست می آیند. امروزه بیشتر آلیاژهای پایه Ni توسط مکانیزم سختی رسوبی (precipitation hardening) با فاز رسوبی  مقاوم می گردند. فازهایی همچون کاربیدها، بریدها و دیگر فازها (لاوی،  و...) که ممکن است در سوپر آلیاژها خواص غیرمطلوب ایجاد کنند (بسته به نوع، اندازه و پراکندگی این نوع فازها) نیز در داخل فاز زمینه و یا در مرز دانه ها می توانند موجود باشند.

سوپرآلیاژها به صورت ریخته گری، نورد، اکسترود، فورج و پودری مورد استفاده قرار گرفته اند. ورق، میله، صفحه، لوله، شفت، ایرفویل، دیسک، مخزنهای فشار و ... اشکار مختلف مورد استفادة سوپر آلیاژی هستند. این فلزات در صنایع هوایی، صنعت، توربینهای گازی دریایی، راکتورهای هسته ای، پوسته های صنایع هوایی، ساختارهای صنایع فضایی، پتروشیمی، پروتزهای داندانپزشکی و ارتوپدیک و کاربردهای محافظت محیطی استفاده می شوند. به همان شکل که برخی از سوپر آلیاژها برای کاربرد در دمای بالا توسعه یافته اند، برخی نیز برای کاربرد در دماهای تبریدی و محیطی گسترش پیدا کرده اند. امروزه این کاربردها با سرعت کمتری نسبت به دهه های گذشته، همچنان در حال پیشرفتند ولی کاربردهای فضایی همچنان به عنوان یک کاربرد غالب باقی مانده اند.

مقاله جوشکاری سوپر آلیاژها - صنایع، مواد و متالوژی - word

مقاله تعمیر و نگهداری سوپر آلیاژها برای رشته های صنایع، مواد و متالوژی با فرمت word شامل 77 صفحه

فهرست

فصل اول-متالوژی نیکل

1-مصارف مهم نیکل

2-تهیه فولادهای نیکلی ضدزنگ وآلیاژهایش

الف)انرژی الکتریکی و هسته ای.........................................................................................

ب)کاتالیزور................................................................................................................................

ج)حفاری....................................................................................................................................

د)ضایع دریایی..........................................................................................................................

هـ)کاربردهای دیگر..................................................................................................................

3-تاریخچه نیکل وآلیاژهای آن............................................................................................

4-مشخصات  کلی آن............................................................................................................

5-کانی های نیکل...................................................................................................................

الف)کانی های سولفیدی........................................................................................................

ب)پیرونیت نیکل دار..............................................................................................................

6-معرفی وکاربردها سوپر آلیاژها.........................................................................................

1-سوپر آلیاژهای کارپذیر......................................................................................................

2-سوپر آلیاژهای متالوژی پودر...........................................................................................

3-سوپر آلیاژهای پلی کریستال ریختگی..........................................................................

4-سوپر آلیاژهای تک کریستالی انجماد جهت دار.........................................................

الف) سوپر آلیاژهای پایه نیکل.............................................................................................

ب)سوپر آلیاژهای پایه آهن..................................................................................................

ج)سوپر آلیاژهای پایه کبالتی...............................................................................................

7-بازار سوپر آلیاژها ...............................................................................................................

فصل دوم

1-آلیاژهای بکار رفته در پره های توربین ها...................................................................

2-خلاصه ای از مشخصات سوپر آلیاژهای پایه نیکلی..................................................

3-ترکیبات شیمیایی سوپر آلیاژهای پایه نیکلی............................................................

4-میکروساختارهای سوپر آلیاژهای پایه نیکل................................................................

5-بررسی مزر دانه ها.............................................................................................................

6-کاربیدها.................................................................................................................................

-واکنشهای کاربیدی...............................................................................................................

7-عملیات حرارتی سوپر آلیاژهای پایه نیکل..................................................................

8-تاثیر عناصر آلیاژی بر پایه ای سطحی سوپر آلیاژهای پایه نیکل.........................

9-تاثیر عناصر آلیاژی بر خوردگی داغ و اکسیداسیون.................................................

فصل سوم

1-ارزیابی جوش پذیری آلیاژها...........................................................................................

2-مواد وروشهای آزمایشی....................................................................................................

3-نتایج آزمایش .....................................................................................................................

4-نتیجه گیری.........................................................................................................................

5-مشکلات موجود در جوشکاری سوپر آلیاژها...............................................................

الف-ترک ناحیه ذوب وترک ناحیه HAZ.......................................................................

ب-ترک عملیات حرارتی پس از جوش............................................................................

ج-تاثیر آلودگی در کیفیت جوش.......................................................................................

د-ترک خستگی حرارتی.......................................................................................................

6-معرفی اجمالی متالوژی جوش سوپر آلیاژها...............................................................

7-نکات مهم در جوشکاری سوپر آلیاژها..........................................................................

8-محدودیت های جوشکاری...............................................................................................

9-محدودیت های کاربردی پره های متحرک..................................................................

10-قابلیت جوش پذیری سوپر آلیاژ IN 738...............................................................

11-مکانیزم های بوجود آورنده ترک.................................................................................

فصل چهارم پوشش دهی

1-تاثیر پارامترهای پوشش دهی سوپر آلیاژIN738                           

2-مقدمه        

3-روش آزمایش

4-نتایج

5-نتیجه گیری

با توجه به رشد روز افزون بازار توربین های گازی در سطح دنیا ونیاز به تعمیرات قطعات توربینها باعث شد تا صنعت تعمیرات به صورت جدی واصولی در ایران پی گیری شود و چون تعمیرات قطعات داغ توربین ها که جنس آنها از سوپر آلیاژها می باشند با مشکلاتی همراه می‌باشد ویک سری دستورالعمل خاص خود را می طلبد که باید با روشهای استاندارد وکنترل شده ای تعمیرات روی آنها صورت گیرد که فعلا در ایران در شرکت قطعات توربین شهریار به روش جوشکاری TiG انجام می گیرد که در آینده پیش بینی می شود از پروسه جوشکاری لیزر نیز استفاده گردد.

در تمام سوپر آلیاژهای در تولید با مشکلاتی مواجه می باشیم که نیاز را برای تعمیرات ضروری نمود از آن جمله سوپر آلیاژ IN738 می‌باشد که در این پروژه به نکات مهم در جوشکاری این سوپر آلیاژ پرداخته ایم.

سوپرآلیاژها در واقع آلیاژهایی مقاوم در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون می‌باشند که به لحاظ ترکیب شیمیایی شامل سه گروه پایه نیکل، نیکل- آهن و پایه کبالت می باشند. اولین استفاده از سوپر آلیاژها در ساخت توربین های گازی، طرح های تبدیل ذغال سنگ، صنایع شیمیایی و صنایعی که نیاز به مقاومت حرارتی و خوردگی داشته‌اند بوده است.امروزه تناژ وسیعی از قطعات مصرفی در توربین های گازی از جنس سوپر آلیاژها می باشند. در ذیل به بعضی از مصارف این قطعات اشاره شده است:

توربین های گازی هواپیماتوربین های بخار نیروگاه های تولید برقساخت قالب های ریخته گری و ابزارهای گرمکارمصارف پزشکی و دندانپزشکیفضاپیماهاتجهیزات عملیات حرارتیسیستم های نوترونی و هسته ایسیستم های شیمیایی و پتروشیمیتجهیزات کنترل آلودگیتجهیزات و کوره های نورد فلزاتمبدل های حرارتی تبدیل ذغال سنگ