Modeling of aging process for pre-rolled Ni-Span C 902 superalloy

Subject Areas :

Mohammad Rasool Moazami Godarzi ¹ , Maryam Morakabati ² , Seyed Mahdi Abbasi ³ , Hassan Badri ⁴

1 - کارشناس ارشد، مهندسی مواد- شناسایی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
2 - استادیار، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
3 - دانشیار، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
4 - مربی، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

Received: 2016-09-13 Accepted : 2016-09-13 Published : 2016-08-22

Keywords: Aging Treatment, Cold Work, Neural Network Modeling, Precipitation Hardening,

Abstract :

The age-hardening curves of hardness measurements obtained for Ni-Span C 902 superalloy under different amounts of cold work, aging temperatures and times showed leveling and pronounced oscillations, indicating instability and reflecting a competition between the effect of sub-structure coarsening and the effect of solute drag and precipitation hardening. An artificial neural network (ANN) was used to model the nonlinear relationship between the parameters of the aging process and the corresponding hardness measurements. The predicted values of the ANN are in accordance with the experimental data. Results showed that the non-deformed and 50 pct cold rolled alloy exhibited a maximum hardness at a tempering parameter of 22 and 21, respectively.

References:

[1]    ا. جعفری، س. م. عباسی، م. مرکباتی و م. سیف اللهی، "تاثیر نوع فرآیند ذوب مجدد بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 2، تابستان 1394، صفحه 55-66.

 

[2]     W. S. Mc Cain, “Mechanical and Physical Properties of Invar and Invar-Type Alloys”, Battelle Memorial Institute, 1965.

 

[3]     A. A. Tavassoli, “Effect of Percipitation on Physical Properties of Ni-Span-C”, Scripta Metallurgica, Vol. 7, 1973, pp. 354-350.

 

[4]     M. J. Donachie & S. J. Donachie, “Superalloy: A Technical Guide”, Second Edition, ASM International, 2002.

 

[5]       م. مرکباتی، س. م. عباسی، ن. احسانی، ح. بدری و س. م. قاضی میرسعید، "بررسی تاثیر نورد سرد روی سینتیک پیرسازی یک فولاد پرآلیاژ محتوی 10Cr-10Ni-5Mo-2Cu-1Ti"، سمپوزیوم فولاد، بندرعباس، 1386.

 

[6]       ع. مرتضایی و م. شمعانیان، "اثر عملیات حرارتی پیرسازی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل ٧١٨"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 4، زمستان 1394، صفحه 205-213.

 

[7]     Y. Shimanuki & H. Doi, “Dislocation-γ' Interaction and Age-Hardening Mechanism in a Ni-Base Superalloy, Udimet 520”, Trans. JIM, Vol. 16, pp. 123-131, 1975.

 

[8]     M. J. Zhaoa, Z. F. Guoa, H. Liangb & L. J. Ronga, “Effect of Boron on The Microstructure, Mechanical Properties And Hydrogen Performance In A Modified A286”, Materials Science and Engineering, Vol. 527A, pp. 5844-5851, 2010.

 

[9]     K. Kusabiraki, E. Amada, T. Ooka and S. Sajl, "Epsilon and Eta Precipitation in an Fe-38Ni-13Co-4.7Nb-1.5Ti-0.4Si Superalloy", ISIJ International, Vol. 37, No. I, pp. 80-86, 1997.

 

[10] H. Mirzadeh & A. Najafizadeh, “Aging kinetics of 17-4 PH stainless steel”, Materials Chemistry and Physics, Vol. 116, pp. 119–124, 2009.

 

[11] M. S. Ozerdem & S. Kolukisa, “Artificial Neural Network approach to predict mechanical properties of hot rolled, nonresulfurized, AISI 10xx series carbon steel bars”, J. Mater. Process. Technol, Vol. 199, No. 1, pp. 437–439, 2008.

 

[12] S. Taghizadeh, A. Safarian, S. Jalali & A. Salimiasl, “Developing a model for hardness prediction in water-quenched and tempered AISI 1045 steel through an artificial neural network”, Mater. Des, Vol. 51, pp. 530–535, 2013.

 

[13] “Ni-Span C Alloy 902”, Special Metals, Publication Number SMC-086, 2004.

 

[14] A. A. Tavassoli & A. P. Miodownik, “The Effect of Variations in Chromium Structure of Modified lnvar- Type Alloys”, Metal Science, Vol. 9, pp. 493-495, 1975.

 

[15] M. Ward, “Constant Modulus Alloy for Elastic Elements”, Production Engineering, Vol. 27, pp. 135, 1956.

 

[16] N. Wan, W. Xiong & J. Suo, “Mathematical Model for Tempering Time Effect on Quenched Steel Based on Hollomon Parameter”, J. Mater. Sci. Technol, Vol. 21, No.6, pp. 803-806, 2005.

 

[17] H. Mirzadeh & A. Najafizadeh, “Correlation Between Processing Parameters and Strain-induced Martensitic Transformation in Cold Worked AISI 301 Stainless Steel” ,Materials Characterization, Vol. 59, pp. 1650 – 1654, 2008.