بررسی اثر انحراف جهت رشد دانه‌ها بر رفتار خزشی سوپر آلیاژ پایه نیکلی gtd111ds

هدف از پژوهش حاضر بررسی رفتار خزشی سوپرآلیاژ پایه نیکل gtd111 تولید شده به روش انجماد جهت‌دار است. ابتدا استوانه‌هایی از این آلیاژ به روش بریجمن رشد داده شدند. سپس با تهیه نمونه، تحت آزمون خزش در دمای ˚c870 بر حسب دمای کاری پره‌های توربین صنعتی و تنش‌های متفاوت قرار گرفتند. رفتار خزشی و تغییرات ریزساختاری این آلیاژ مورد توسط آزمون های مختلف اندازه‌گیری و بررسی شدند. با توجه به این که هدف این پروژه، شناسایی رفتار خزشی سوپرآلیاژ مذکور در شرایطی است که دانه‌های ستونی از زاویه ایده‌ال طی انجماد جهت‌دار انحراف پیدا کنند، ابتدا دانه‌بندی در نمونه‌های ریخته‌گری تعیین شد، سپس با تعیین میزان انحراف دانه‌ها، رفتار مکانیکی آنها بررسی شد. همچنین، از شبیه‌سازی کامپیوتری بهره گرفته شد تا دانه‌بندی نمونه‌های ریخته‌گری شده، مدل‌سازی شود. با مدل‌سازی سه‌بعدی دانه‌ها در نمونه‌‌های خزش و سپس تغییر زاویه رشد دندریت‌ها در هر دانه، تحلیل کامپیوتری رفتار خزشی نمونه با استفاده از معادله نورتون و تغییرات عمر خزشی با تغییر زاویه انحراف دانه‌ها بدست آمد. نتایج نشان داد، افزایش زاویه انحراف طی رشد دندریت‌ها در یک دانه از صفر تا 3 درجه، موجب 0.4درصد افزایش در تنش متوسط و افزایش زاویه رشد در همان دانه از 3 به 10 درجه، موجب 5 درصد افزایش و افزایش از 10 به 20 درجه، موجب 11 درصد افزایش در تنش متوسط در این دانه در مقطع میانی نمونه شد.

investigation of the effect of misorientation grain growth on the creep behavior of nickel-based gtd111ds superalloy

the aim of this study was to investigate the creep behavior of gtd111 nickel base superalloy produced by directional solidification method. first, a cluster of cylinders of this alloy were cast by bridgman method. then, by preparing the tensile specimens, they were subjected to creep test at 870˚c and different stresses. creep behavior and microstructural changes of this alloy were measured and evaluated by various tests. considering that the aim of this project is to identify the creep behavior of the superalloy in the condition that the grains deviate from the ideal angle during directional solidification, first the grain structure was determined in casting samples, and then their mechanical behavior was investigated by determining the grain deviation. also, numerical simulation was used to model the grain size of the cast samples. by three-dimensional modeling of grains in creep specimens and then changing the growth angle of dendrites in each grain, numerical analysis of the creep behavior of the specimen using norton equation and changes in creep life by changing the deflection angle of the grains was obtained. the results showed that increasing the angle of deviation during the growth of dendrites in a grain from zero to 3 degrees caused a 0.4% increase in mean stress and increasing the growth angle in the same grain from 3 to 10 degrees, caused a 5% increase and an increase from 10 to 20 degrees caused an 11% increase in mean stress in this grain in the middle section of the sample.