بررسی اثر کار سرد و آنیل نهایی بعد از آن بر ریزساختار، خواص مکانیکی و استحکام دما بالای سوپرآلیاژ hastalloy x

هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر نورد سرد و آنیل نهایی بعد از آن بر ریزساختار، سختی و خواص کششی سوپرآلیاژ hastelloy x و تعیین دما و زمان بهینه آنیل تبلور مجدد است. برای این منظور ابتدا شمش تهیه شده به روش vim، پس از تصفیه به روش esr، تحت عملیات همگن‌سازی و نورد گرم قرار گرفت. در ادامه تسمه نورد گرم شده در دمای c°1175 به مدت 1 ساعت تحت عملیات حرارتی آنیل انحلالی قرار گرفته و بلافاصله در آب سرد شد. پس از این مرحله جهت دستیابی به ورق hastelloy x، تسمه عملیات حرارتی شده با ضخامت mm 10 تحت نورد سرد قرار گرفت، و پس از 3 مرحله کار سرد همراه با آنیل میانی در بین مراحل، ورق با ضخامت mm 25/1 تولید گردید. به منظور بررسی اثر دمای آنیل بعد از کار سرد و نیز دستیابی به دمای مناسب آنیل نهایی، از ورق بدست آمده نمونه‌هایی بریده شده و در بازه دمایی ˚c1100 تا ˚c1200 به مدت یک ساعت تحت عملیات آنیل نهایی بعد از کارسرد (آنیل تبلور مجدد) قرار گرفته و در هوا خنک شدند. ریزساختارها بوسیله میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی آنالیز، و خواص مکانیکی نمونه‌ها از طریق آزمون سختی سنجی و آزمایش کشش در دمای محیط و دمای بالا بررسی گردید. با استفاده از نرم افزارهای آنالیزگر تصویر اندازه دانه‌ها و رسوبات و کسر حجمی کاربیدها محاسبه شد. نتایج نشان داد که ریزساختار نمونه آنیل نهایی شده در دمای ºc1150 به مدت 1 ساعت و سرد شده در هوا، در مقایسه با سایر دماهای آنیل نهایی، دارای دانه‌های هم‌محورتر با قطر میانگین 8/31 میکرومتر بوده که تبلورمجدد در آن کامل شده‌ و سختی آلیاژ تحت این شرایط معادل 174 ویکرز می‌باشد. با افزایش دمای آنیل نهایی ساختار به سمت رشد دانه پیش رفته و برای دمای ˚c1200 رشد بیش از حد دانه‌ها به وضوح قابل مشاهده است. بیشتر شدن اندازه دانه‌ها ناشی از افزایش دمای آنیل تبلور مجدد از دمای c˚1100 تا دمای c˚1200 باعث کاهش استحکام و افزایش انعطاف‌پذیری در آزمون کشش در دمای محیط شده است. وجود کاربیدهای m6c در زمینه باعث ایجاد استحکام در دماهای بالا شده و خواص استحکام دما بالا را به آلیاژ بخشیده است. افزایش دمای آنیل نهایی پس از نورد سرد تا c˚1200، منجر به انباشتگی رسوبات در مرزدانه‌ها و افزایش انحلال کاربیدها در زمینه شده و افت استحکام و خواص کششی را بهمراه دارد. رسوب کاربیدها در مرزدانه‌ها بعنوان مکان‌های جوانه‌زنی ترک عمل کرده و مد شکست را از گسیختگی ناشی از دیمپل‌های درون‌دانه‌ای به شکست رخ برگی مرزدانه‌ای تغییر می‌دهد.