تاثیر زمان پیرسازی بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپر آلیاژ in617 در دمای °c900

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.

Effect of Aging Time on Microstructure and Mechanical Properties of IN617 Superalloy at 900 °C

Microstructural changes and mechanical properties of IN617 superalloy aged at 900 °C for different durations from one hour to 2000 hours were investigated in the present work. The optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), transition electron microscope (TEM), Xray diffraction (XRD) and hardness and tensile tests were used to investigate the microstructure and mechanical properties of aged alloys. A significant amount of intergranular carbides were observed in the microstructure of aged alloys even in the microstructure of alloy which was aged for one hour. Blockshape carbides were observed in the sample which was aged for one hour. It was observed that with increasing the aging time the morphology of the carbides changed to quasispherical, plate and rod shaped. The carbides were first formed along the grain and twin boundaries and then within the grains, and continues carbide layer was observed along the grain boundaries for the sample which was aged for 2000 hours. Most of the carbides were M23C6 and a small percentage of them were determined to be M6C. Furthermore, it was observed that a small amount of Ti(C,N) phase which was present in the as received sample was converted to carbides after aging for 1500 hours. γ’ phase was only observed in the  microstructure of sample which was aged for one hour. Mechanical test results shown that  the hardness, ultimate strength at room temperature and at 750°C increased with increasing the aging time, but after 2000 hours of aging these properties decreased to the values of as received sample. The impact energy of the sample which was aged for 2000 hours was equivalent to 25% of as received sample due to the formation of a continues carbide layer along the grain boundaries. The fracture surface of the impact samples were investigated and it was observed that fracture mode changed from ductile for asreceived sample to brittle intergranular fracture for the samples which were aged for more than 100 hours.