ببه وسیله مدل‌های فیزیکی ارتباط بین متغیرهای جوشکاری و ترک گرم بر قرار می‌شود. این مدل‌ها در مقیاس‌های میکرو، میانه و ماکرو موجود هستند. در این پژوهش ورقی از جنس آلومینیوم 6061 به وسیله یک دستگاه لیزر پالسی Nd:YAG مورد جوشکاری قرار گرفت. برای اولین بار قطر بازوهای دندریتی در جوش لیزر آلومینیوم اندازه‌گیری و نتایج با مدل‌های انجمادی مقایسه شد. بر خلاف پیش‌بینی مدل‌های ایجاد ترک گرم افزایش قطر بازوهای دندریتی، کاهش سرعت انجماد و کاهش نرخ کرنش باعث کاهش ترک‌های گرم نشد. اگرچه بر اساس مدل‌های موجود پیش‌گرم می‌بایست از مقدار ترک‌های گرم بکاهد ولی برعکس مقدار ترک‌ها را به شدت افزایش داد. تصاویر دوربین‌های سرعت بالا و بررسی‌های سطح ترک به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ایجاد ترک در جوشکاری لیزر پالسی سه مرحله‌ای است: 1) شروع ترک، 2) رشد ترک مرحله اول 3) رشد ترک مرحله دوم. رشد ترک در مرحله دوم در مرزدانه‌های ضعیف ولی منجمد شده انجام می‌گیرد. آنچه در نهایت به عنوان ترک در جوش ایجاد می‌شود مجموعه‌ای از ترک گرم و ترک دمای بالا است و بنابراین مدل‌هایی که برای جوشکاری پیوسته در نظر گرفته می‌شوند نیاز به اصلاح بر اساس شرایط ذوب و انجماد پالسی دارند و باید شکست مرزدانه‌های ضعیف بعد از انجماد نیز در نظر گرفته شوند. پرونده مقاله

تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی سوپر آلیاژ IN617 پیرسازی شده در دمای 900 درجه و زمان‌های مختلف از یک ساعت الی 2000 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی از آزمایش‌های متالوگرافی، SEM، TEM، استخراج فازها از زمینه، XRD و خواص مکانیکی استفاده شد. با شروع زمان پیرسازی حتی در یک ساعت اول کسر سطحی قابل‌توجهی از کاربیدهای مرزدانه‌ای و درون‌دانه‌ای تشکیل شد که ابتدا به بلوکی شکل و با افزایش زمان پیرسازی به بیش از 1000 ساعت از نظر ابعادی رشد یافته و به شکل‌های صفحه‌ای، شبه‌کروی و میله‌ای تغییر یافتند. کاربیدها به‌مرور در مرزدانه‌ها، درون‌دانه‌ها و مرزهای دوقلویی و در زمان 2000 ساعت در بیشتر مرزدانه‌ها به شکل پیوسته تشکیل شد. اکثر کاربیدها از نوع M23C6 و درصد کمی از نوع M6C است. در یک ساعت اول پیرسازی درصد بسیار کمی از فاز γ' در ساختار پدید آمد؛ ولی در ادامه این فاز حل شده و فقط در پیک‌های اشعه ایکس رسوبات استخراج شده از زمینه شناسایی شدند. علاوه بر کاربیدها فاز Ti(C,N) از ابتدا در ساختار وجود داشته و از زمان‌های 1500 به بعد به دلیل وجود کربن در آن بخش کمی از آن به کاربید استحاله می‌یابد. سختی، استحکام نهایی در دمای محیط و استحکام نهایی در دمای 750 درجه با افزایش زمان پیرسازی اندکی بهبود می‌یابند، اما بعد از 2000 ساعت پیرسازی، خواص به مقادیر ورق نو کاهش می‌یابند. به دلیل تشکیل کاربیدهای مرزدانه‌ای و درون‌دانه‌ای انرژی ضربه بعد از 2000 ساعت پیرسازی، معادل یک چهارم ورق نو است؛ دلیل آن این است که نوع شکست بعد از 100 ساعت پیرسازی از نوع نرم به ترد مرزدانه‌ای تغییر می‌یابد. پرونده مقاله

چکیده مقدمه: امروزه از سوپرآلیاژهای پایه نیکل به دلیل خواص مکانیکی بالا در قطعات داغ توربین های گاز و موتورهای هوایی استفاده می شود. این قطعات داغ حین سرویس و به دلیل نوسان های دمایی، تنش های ناشی از ارتعاش و دوران تحت مکانیزم های تخریبی نظیر خستگی دمای بالا، خستگی حرارتی و اکسیداسیون قرار می گیرند. لذا برای افزایش عمر این قطعات از روش های مختلفی استفاده می شود. استفاده از پوشش سد حرارتی فلزی و سرامیکی و نیز کاهش تعداد مرزهای دانه به کمک ریخته گری ریزساختار های انجماد جهت دار و تک بلور از جمله روش های متداول است.  روش­: در این پژوهش اثر پوشش فلزی بر تشکیل ترک خستگی حرارتی در یک سوپرآلیاژ پایه نیکل با ریزساختار انجماد جهت دار بررسی شد. نمونه های دیسکی شکل از استوانه های ریخته شده سوپرآلیاژ با ریزساختار انجماد جهت دار تهیه شد. نیمی از نمونه ها بدون پوشش و نیم دیگر به صورت پوشش داده شده با  پودر CoNiCrAlY و به روش HVOF، تحت آزمون های خستگی حرارتی با سیکل های حرارتی یک ساعته بین دو دمای °C  400 و °C800 به تعداد 24، 48، 96، 150 سیکل قرار گرفت. آزمون ها داخل کوره  باکسی مجهز به کنترل کننده دقیق شیب حرارتی انجام شد.  پس از خارج شدن نمونه ها از کوره مذکور، تغییرات وزن آنها نسبت به حالت اولیه با دقتg ^4-10 اندازه گیری شد. از روش پراش پرتو ایکس برای شناسایی           فازها و از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به حسگر EDS برای بررسی تاثیر پوشش و اجزای ساختاری بر تشکیل ترک های خستگی حرارتی استفاده شد. یافته ­ها: تغییرات وزن در نمونه های پوشش دار حدود 100 برابر کمتر از نمونه های بدون پوشش است. هنگام انجماد، با تشکیل ذرات کاربیدی در سوپر آلیاژ، گرادیان غلظتی عناصر آلیاژی، در فصل مشترک ذره کاربیدی و زمینه اتفاق می افتد. در نتیجه با اکسیداسیون ترجیحی عناصر آلیاژی نظیر کروم، نیکل و تیتانیوم در این فصل مشترک، فازهای سوزنی شکل اکسیدی ایجاد شدند. همزمان با نفوذ اکسیژن به سطح فاز γ’ اکسید شده و منطقه تهی از γ’ به وجود می آید. با تشکیل فازهای اکسیدی، حفرات اکسیدی و از به هم پیوستن این حفرات شیارهای ریز تشکیل می شود. گسترش ترک ها از بهم پیوستن شیارهای اکسیدی و از سطح نمونه اتفاق می افتد. در نمونه های پوشش دار با اکسید شدن آلومینیم در سطح پوشش، غلظت آلومینیم در پوشش کاهش یافته حفرات اکسیدی و ریز ترک درون پوشش ایجاد می شود. میزان فاز اکسیدی و اندازه متوسط آنها نسبت به نمونه بدون پوشش کاهش یافته است. کاهش همزمان غلظت نیکل و آلومینیم درون زیرلایه و در مجاورت فصل مشترک، باعث انحلال فاز γ' در فاز γ می شود و در نتیجه منطقه تهی از فاز γ' ایجاد می شود. نتیجه­ گیری: مشاهده شد که با اعمال پوشش، محل تشکیل ترک از سطح نمونه به فصل مشترک پوشش و زیرلایه منتقل می شود. در نمونه های بدون پوشش تشکیل ترک به دلیل اکسیداسیون ذرات کاربیدی، شکسته شدن آنها و تشکیل حفره های اکسیدی است. در حالی که در نمونه پوشش دار با انحلال فاز γ' استحکام فصل مشترک پوشش و زیرلایه کاهش یافته و ترک در امتداد فصل مشترک تشکیل می شود. پرونده مقاله

چکیده
تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ IN617 کارکرده در دمای °C750 و زمان 105000 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی از آزمایشهای متالوگرافی، SEM، TEM، استخراج فازها از زمینه، XRD و خواص مکانیکی استفاده شد. در اثر کارکرد طولانی مدت در بیشتر مرزدانه‌ها کاربیدهای پیوسته تشکیل شده و در درون دانه‌ها و مرزهای دوقلویی نیز کاربیدهای درشت تشکیل شده است. کسر سطحی کاربیدها از 5/0 درصد در نمونه‌ی کارنکرده به 5/6 درصد در نمونه‌ی کارکرده افزایش یافت. علاوه بر سه ترکیب اصلی M₆C، M₂₃C₆ و Ti(C,N) در ساختار فاز γ' و به مقدار ناچیز فاز مضر دلتا شناسایی گردید. وجود فاز γ' پس از زمان کارکرد 105000 ساعت نشان دهنده پایداری خواص سوپرآلیاژ 617 است. بر اساس ابعاد ذرات γ' (4-10 نانومتر) و هم چنین مورفولوژی آنها، این فاز در مرحله انحلال قرار دارد. از 5/6 درصد کسر سطحی کاربیدها، 2/2 درصد به کاربید M₆C اختصاص دارد؛ براساس بررسی ریزساختاری و نتایج آنالیز عنصری این کاربید در مرحله استحاله به کاربید M₂₃C₆ و فاز γ' قرار داشته و درصد کمی از ترکیب Ti(C,N) نیز به کاربید تبدیل شده است. وجود کاربیدهای M₂₃C₆ با ابعاد کمتر از 200 نانومتر در داخل دانه‌ها نشان‌دهنده ادامه فرایند جوانه‌زنی کاربیدها، هر چند کم است. بیش از 90 درصد مورفولوژی کاربیدها به شکل‌های شبه‌کروی و بی‌شکل بوده و باقیمانده به شکل‌های صفحه‌ای و میله‌ای شکل می‌باشند. مورفولوژی و ابعاد کاربیدهای مرزدانه‌ای و درون‌دانه‌ای نشان می‌دهند که آنها در مرحله ادغام و توده‌ای‌شدن قرار دارند. استحکام و سختی آلیاژ کارکرده بهتر از نمونه‌ی کارنکرده است؛ اما به دلیل تشکیل کاربیدهای درشت مرزدانه‌ای انرژی ضربه بیش از 75 درصد کاهش یافت. نتایج آزمایشها و ارزیابی نشان داد که سوپرآلیاژ 617 ماده مناسبی برای محدوده‌ی دمایی 800-700 درجه و زمان‌های طولانی مدت است. پرونده مقاله

چکیده مقدمه: سوپرآلیاژهای پایه نیکل رسوب سخت شونده به دلیل خواص مکانیکی دمای بالا منحصربفردشان، دارای قابلیت کارکرد در شرایط دما- فشار بالا در محیط های خورنده هستند. یکی از کاربردهای این آلیاژها استفاده در بخش داغ توربین‌های گازی است که می‌توانند به عنوان پره های متحرک و ثابت مورداستفاده قرار گیرند. به دلیل زمان بالای کارکرد این قطعات در دمای نسبتاً بالا (800 الی 950 درجه سانتی گراد)، خواص این آلیاژها پس از مدتی تغییر کرده و همچنین احتمال ایجاد آسیب های مختلفی از قبیل اکسیداسیون، تغییر شکل های شدید موضعی، خزش و خستگی در آن ها وجود دارد. این تغییرات و آسیب های بیان شده روی قابلیت اطمینان کارکرد این قطعات حساس و همچنین عملکرد آنها به شدت تاثیر می گذارند. روش: در این تحقیق به بررسی مکانیزم های آسیب و خواص ریزساختاری سوپرآلیاژ GTD-111 به عنوان یک سوپرآلیاژ پایه نیکل رسوب سخت شونده، پرداخته می شود. لذا در این تحقیق از ایرفویل پره 75000 ساعت کارکرده به عنوان منطقه تحت حرارت بالا و از ریشه به عنوان ریزساختار شاهد استفاده شده است. مشخصه‌یابی آلیاژ کارکرده به کمک میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز طیف نگار تفکیک انرژی پرتو ایکس انجام شد. به منظور بررسی های آسیب های ناشی از کارکرد، پره مورد نظر توسط آزمون های غیر مخرب پرتو ایکس و آزمون مایع نافذ فلورسنتی مورد بررسی قرار گرفته شد. یافته ­ها: طبق تحلیل المان محدود، بخش ایرفویل پره دمای بالایی را تجربه می کند که در محدود 800-925 درجه سانتی گراد است. براساس نتایج بدست آمده از آزمون های غیر مخرب، سطح پره فقط دارای عیوبی از قبیل کندگی پوشش سد حرارتی، تغییر فرم های پلاستیک موضعی در نوک پره است. براساس بررسی های ریزساخاری، تغییرات شدیدی ریزساختاری ازقبیل درشت شدن و تغییر مورفولوژی از مکعبی  به کروی فازهای رسوب سخت اولیه γ′، انحلال فازهای رسوب سخت ثانویه γ′ که در زمینه γ قرار داشتند، تجزیه فازهای کاربیدی MC به فازهای M₂₃C₆، پیوستگی فازهای کاربیدی M₂₃C₆ در مرزدانه و ایجاد فازهای TCP در مناطق بین دندریتی ناشی از کارکرد طولانی مدت، دیده شده است. براساس نتایج بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، نابجایی هایی در زمینه γ و فصل مشترک γ-γ′ مشاهده شده است. قابل ذکر است به دلیل پایین بودن سطح تنش، مقدار نابجایی های موجود در فاز γ′ که میتواند به صورت SFE و APB باشد، محدود است. نتیجه­ گیری: نتایج ریزساختاری حاکی از وجود زوال ساختاری شدید پس از 75000 ساعت کارکرد توربین است. زوال ساختاری اصلی که میتواند منجر به کاهش شدید خواص مکانیکی در دمای بالا و به تبع آن کاهش شدید قابلیت اطمینان شود عبارتند از تغییر اندازه و مورفولوژی فازهای رسوب سخت γ′ و پیوستگی فازهای کاربیدی ترد در مرزدانه های آلیاژ GTD-111. اکسیداسیون در مرزدانه و ایجاد ترک در سوراخ هوا خنک پره در ارتفاع 50 درصد ایرفویل نیز به عنوان دیگر مکانیزم آسیب تعیین شده است. پرونده مقاله