شبیه‌سازی فرآیند پیرسازی سوپرآلیاژ Ni-Span C 902 نورد سرد شده

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

محمدرسول معظمی گودرزی ¹ (کارشناس ارشد، مهندسی مواد- شناسایی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران)
مریم مرکباتی ² (استادیار، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران)
سید مهدی عباسی ³ (دانشیار، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران)
حسن بدری ⁴ (مربی، پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران)

تاریخ دریافت : 1395/06/23 تاریخ پذیرش : 1395/06/23 تاریخ انتشار : 1395/06/01

کلید واژه: سوپرآلیاژ Ni-Span C 902, شبیه‌سازی توسط مدل ANN, پیرسازی, کارسرد, درصد نسبی سخت شدن,

چکیده مقاله :

هدف از پژوهش حاضر بررسی و پیش بینی تغییرات سختی سوپرآلیاژ Ni-Span C 902 نورد سرد و پیرسازی شده در دماها و زمان های مختلف پیرسازی می باشد. در این راستا نمونه های آنیل شده به میزان 50 درصد نورد سرد و به مدت زمان های 105-102 ثانیه در محدوده دمایی C°750-450 تحت عملیات پیرسازی قرار گرفتند. تاثیر دما و زمان پیرسازی بعنوان پارامتر پیرسازی و کارسرد روی رفتار استحکام دهی آلیاژ توسط روش شبکه عصبی مصنوعی (ANNs) شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفت. رفتار سخت شدن، فوق پیری و نرم شدن حین پیرسازی توسط مدل ANN مشخص شد. حداکثر درصد نسبی سخت شدن برای آلیاژ نورد سرد نشده و 50 درصد نورد سرد شده به ترتیب در محدوده پارامتر پیرسازی 22 و 21 بدست آمد.

چکیده انگلیسی:

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.

منابع و مأخذ:

[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.