توسعه فناوری عملیات حرارتی آلیاژ

عملیات حرارتی آلیاژ ریخته گری مبتنی بر نیکل، به محصولات آلیاژی با درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل در حالت ریخته گری، استفاده از حرارت، عایق و خاموش کردن روش پردازش، به منظور دستیابی به ریزساختار مورد انتظار و خواص مکانیکی یک کلاس از فناوری پردازش حرارتی مواد فلزی مطالعه اثر عملیات حرارتی بر ریزساختار آلیاژها به منظور کشف مکانیسم عملیات حرارتی خوب برای بهبود خواص دمای بالا آلیاژها از اهمیت مثبتی برخوردار است. در میان آنها، درمان محلول جامد و عملیات پیری فرآیندهای اصلی عملیات حرارتی هستند. تصفیه محلول جامد به فرآیند عملیات حرارتی اطلاق می شود که در آن فاز اضافی در ریزساختار آلیاژ به طور کامل در فاز ماتریکس حل می شود و سپس به سرعت سرد می شود تا یک محلول جامد فوق اشباع به دست آید. درمان محلول جامد می تواند محلول جامد را تقویت کند و مقاومت در برابر خوردگی ماتریس را بهبود بخشد، در عین حال می تواند تنش های باقی مانده در ریخته گری ماتریس را حذف کند، به طور کلی به عنوان یک عملیات حرارتی مقدماتی، برای ماشینکاری بعدی و عملیات پیری بعدی برای آماده سازی. درمان پیری به فاصله دمایی در بارندگی فاز تقویت کننده گرمایش اشاره دارد و برای یک دوره زمانی حفظ می شود، به طوری که فاز تقویت کننده آلیاژهای با دمای بالا به طور یکنواخت رسوب می کند و در نتیجه استحکام ریخته گری را بهبود می بخشد. در سال های اخیر، محققان داخلی نیز مطالعات گسترده و عمیق تری را در مورد فرآیند عملیات حرارتی آلیاژهای ریخته گری مبتنی بر نیکل انجام داده اند. یانگ هیانگ در مورد کامپوزیت های جدید با دمای بالا تک ساختار مبتنی بر نیکل حاوی فلزات خاکی کمیاب، تأثیر روش های مختلف عملیات حرارتی را بر ساختار و خواص آن، با استفاده از تجزیه و تحلیل حرارتی تفاضلی برای تعیین خط فاز جامد مواد کامپوزیت بررسی کرد. خط فاز مایع دما، با استفاده از روش تست متالورژیکی برای تعیین دمای ذوب اولیه مواد کامپوزیت، و در نهایت روش‌های فناوری عملیات حرارتی مواد کامپوزیت را فرموله کرد. مت و همکاران به طور کامل تأثیر روش های مختلف عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی و ساختار آلیاژ GH4169 مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که زمانی که دمای محلول جامد بسیار پایین باشد، فاز فلز به طور کامل ذوب می شود و ساختاری را ایجاد می کند که با آن همزیست باشد. فاز ناهمگون شکل، که می تواند رشد دانه فلز را مهار کند، بنابراین باعث افزایش انعطاف پذیری و سختی آلیاژ می شود و در صورت طولانی شدن دمای محیط، می توان انعطاف پذیری و سختی آلیاژ را افزایش داد و زمان پیری را کاهش داد. طولانی تر است در صورت طولانی‌تر شدن دمای محیط و زمان‌های پیری طولانی‌تر، می‌توان تعداد « را افزایش داد، به طوری که سختی آلیاژ افزایش می‌یابد اما انعطاف‌پذیری کاهش می‌یابد. وانگ شوسن و همکاران آزمایش‌های خاصیت مکانیکی را روی آلیاژهای GH4169G ریخته‌گری شده همدما پس از عملیات گرم و خزش مختلف انجام داد و نتایج نشان داد که فاز δ در آلیاژها معمولاً پس از کار گرم با پیری مستقیم و محلول جامد اولیه، پیری ثانویه، یک شکل ذره‌ای یا سوزنی مانند را نشان می‌دهد. مواد و روش ها. پیری مستقیم غلظت تنش آلیاژ را کاهش می دهد و تشکیل و بزرگ شدن ترک ها را به تعویق می اندازد، در حالی که عملیات حرارتی استاندارد سختی باند مرزهای دانه آستنیت را تا حد زیادی کاهش می دهد و در نتیجه باعث ایجاد و بزرگ شدن شکاف در مرزهای دانه آستنیت می شود. آلیاژ مبتنی بر نیکل Inconel718 به عنوان هدف اصلی تحقیقاتی توسط Dou Xuezheng و همکاران در نظر گرفته شد. روابط متقابل بین ریزترکیب، خواص ترمومکانیکی و مقاومت به خوردگی آلیاژ تحت تیمارهای حرارتی مختلف و رژیم‌های پردازش به صورت عمیق مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که همراه با افزایش دمای محلول جامد، فاز δ آلیاژ بیشتر حل می‌شود. و هنگامی که دمای محلول جامد از دمای اتاق به 1020 درجه افزایش یافت، فاز δ به اندازه کافی ذوب شد. علاوه بر این، مقاومت اکسیداسیون آلیاژ Inconel 718 با محلول جامد تیمار شده کمی بهتر از محلول جامد + مواد آلیاژ تیمار شده با پیری است [4]. زو یونگ و همکاران تولید یک آلیاژ مبتنی بر نیکل برای دریچه اگزوز یک موتور احتراق داخلی را به عنوان هدف اصلی تحقیقات علمی در نظر گرفت و نقش دینامیک دمای داخلی آلیاژ را در سه رژیم مختلف پردازش حرارتی بررسی کرد (T1: 850 درجه × 4). h، AC.+730 درجه × 4 ساعت، AC.؛ T2: 704 درجه × 24 ساعت، AC.؛ T3: 760 درجه × 16 ساعت، AC.). نتایج تجربی نشان می دهد که: آلیاژ تحت رژیم T1 قوی ترین و سخت ترین است، تا 347 HV10. نسبت استحکام کششی آلیاژ در دمای اتاق تحت رژیم های T1 و T3 از 1 200 مگاپاسکال تجاوز می کند. نسبت شکل‌پذیری تحت رژیم T2 بهترین است، بیش از یک سوم کل، که به‌ویژه برای محیط‌های کاری با نیاز بالا به پلاستیسیته مناسب است [5]. پس از بررسی اثر زمان تیمار تقویت محلول جامد بر توزیع عناصر Re و Ru و میکرومورفولوژی آنها در آلیاژهای پر آهن مبتنی بر نیکل، Feng Yueh-enthalpy و همکاران. به این نتیجه رسیدند که به دلیل تأثیر آشکار زمان درمان تقویت محلول جامد بر توزیع عناصر Re و Ru، زمانی که زمان تقویت محلول جامد کمتر از 1 ساعت است، اجزای Re و Ru به وضوح از هم جدا می شوند. هنگامی که زمان تقویت محلول جامد به 20 ساعت می رسد، جداسازی هر دو عنصر به وضوح بهبود می یابد. Guiyuan و همکاران اثر تیمار محلول جامد را بر ترکیب ریز کیهانی و درجه تفکیک یک آلیاژ با دمای بالا ریخته‌گری تک‌کریستال مبتنی بر نیکل مطالعه کرد و دریافت که این آلیاژ دارای تفکیک قابل‌توجهی در سازمان‌های ریخته‌گری است و از طریق بهینه‌سازی سیستم عملیات حرارتی برای بهبود دمای محلول جامد می تواند به طور موثری جداسازی اجزای آلیاژی را کاهش دهد.