اثر سرعت بیرون ‌کشی قالب در فرایند انجماد جهت ‌دار در عیوب ریزساختاری سوپرآلیاژ پایه کبالت - نیکل نسل جدید

ساختار سوپرآلیاژهای پایه کبالت - نیکل نسل جدید حاوی رسوبات ´ y است. سرعت بیرون‌کشی قالب و گرادیان دمایی از پارامترهای مهم تاثیرگذار در عیوبی نظیر جدایش عناصرآلیاژی، تشکیل میکروتخلخل‌ها و مناطق یوتکتیک هستند. در این پژوهش، به تاثیر سرعت بیرون‌کشی قالب در این عیوب پرداخته شده است. بدین‌منظور، از کوره بریجمن برای رشد جهت‌دار نمونه‌ها، تحت خلا در سرعت‌های بیرون‌کشی قالب 1.5، 3 و mm/min6 استفاده شد. با افزایش سرعت بیرون‌کشی قالب، جدایش عناصر آلیاژی به‌دلیل کوتاه‌تر بودن زمان نفوذ کاهش می‌یابد. عناصر co و w تمایل به جدایش در هسته دندریت و عناصرal، ti و ta تمایل به جدایش در نواحی بین‌دندریتی دارند. همچنین، اندازه میکروتخلخل‌ها با افزایش سرعت بیرون‌کشی از 1.5 تا mm/min6 از 14.3 به 9.5 کاهش یافته است. کاهش اندازه میکروتخلخل‌ها می‌تواند ناشی از عدم‌تغذیه مذاب در نواحی بین‌دندریتی باشد. اندازه مناطق یوتکتیک نیز با افزایش سرعت بیرون‌کشی از 1.5 تا mm/min6 از 14.6 به 8.9 کاهش می‌یابد که می‌تواند به‌دلیل کوچک‌تر شدن حوضچه‌های مذاب در مرحله نهایی انجماد باشد.

the effect of withdrawal rate on the microstructural defects of a new cobalt-nickel based directionally solidified superalloy

the microstructure of new cobalt-nickel-based superalloys contains γ´ precipitates. withdrawal rate and temperature gradient are two important parameters affecting the formation of defects such as segregation, microporosity, and eutectic zones. this research discusses the impacts of the withdrawal rate on these defects. to this end, bridgman furnace was used for directional growth of the samples under a vacuum at the withdrawal rates of 1.5, 3, and 6 mm/min. upon increasing the speed of the withdrawal rate mold, segregation of the elements is reduced due to the shorter diffusion time. co and w elements tend to segregate in the dendritic core while al, ti, and ta tend to segregate in the inter-dendritic regions. throughout the study, the size of microporosity decreased from 14.3 to 9.5 μm while increasing the withdrawal rate from 1.5 up to 6 mm/min. this decrease in the size of micropores resulted from the lack of melt feeding in the inter-dendritic areas. moreover, the size of the eutectic zones decreased from 14.6 to 8.9 μm upon increasing the withdrawal rate from 1.5 up to 6 mm/min, mainly due to the smaller melt pools in the final stage of solidification.