بیا تو پروژه

چكيده :

سوپرآلياژها در واقع آلياژهايي مقاوم در برابر حرارت، خوردگي و اكسيداسيون ميباشند كه به لحاظ تركيب شيميايي شامل سه گروه پايه نيكل، پایه آهن و پايه كبالت ميباشند.

 سوپرآلیاژها؛ عموماً در دماهای بالاتر از 540 درجه استفاده می شوند وخواص مکانیکی وخوردگی خوبی در دمای بالادارامی باشند.

شايد بتوان گسترش بازار سوپرآلياژها را در دنيا مربوط به صنايع هوا _ فضا در نظر گرفت كه با توجه به رشد روزافزون اين صنعت و قطعات يدكي آن در سطح جهان پيش بيني مي گردد كه تنها بازار قطعات يدكي هواپيماها بالغ بر 4،5 ميليارد دلار باشد.

 بررسيها حاكي از آنست كه تا سال 2015 تعداد 16000 فروند هواپيماي جديد با موتورهاي توربين گازي وارد بازار
مي شوند كه نيمي از وزن اين موتورها از جنس سوپر آلياژ خواهد بود.

بر اساس آمارهاي تخميني موجود در ايران، سوپرآلياژها سالانه به ميزان 80 ميليون دلار در  سه وزارتخانه نفت، نيرو و دفاع مورد استفاده قرار مي گيرند.

 

فصـل اول - سوپر آلیاژها در دمای بالا

1-1- تاریخچه ............................................................................................................. 2

1-2- معرفی و به کارگیری سوپر آلیاژها ......................................................................... 6

1-3- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ....................................................... 12

1-4- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ................................................................................. 12

1-5- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ................................................................. 14

1-6- کاربردها ............................................................................................................. 15

فصـل دوم - انتخاب سوپرآلیاژها

2-1- شکل سوپرآلیاژها ................................................................................................ 18

2-2- دمای کاری سوپر آلیاژها ...................................................................................... 18

2-3-  مقایسه سوپرآلیاژهای ریخته و کار شده ................................................................. 19

2-3-1- سوپرآلیاژهای کار شده .................................................................................... 19

2-3-2- سوپر آلیاژهای ریخته ....................................................................................... 20

2-4- خواص سوپر آلیاژها ............................................................................................. 21

2-4-1- کلیات ............................................................................................................ 21

2-4-2- سوپر آلیاژهای پیشرفته ...................................................................................... 21

2-4-3- خواص مکانیکی و کاربرد سوپر آلیاژها .............................................................. 22

فصـل سوم - متالورژی سوپر آلیاژها

3-1- گروه ها ، ساختارهای بلوری و فازها ...................................................................... 25

3-1-1- گروه های سوپر آلیاژها .................................................................................... 25

3-1-2- ساختار بلوری .................................................................................................. 25

3-1-3- فاز در سوپر آلیاژها ..........................................................................................25

3-2- سوپرآلياژهاي پايه نيكل......................................................................................... 27
3-2-1- تركيب شيميايي و نقش عناصر مختلف در سوپرآلياژهاي پايه نيكل......................... 27
3-2-2- بررسي ريز ساختار سوپرآلياژهاي پايه نيكل......................................................... 28
3-3- سوپرآلياژهاي پايه کبالت ...................................................................................... 30
3-3-1- کبالت ............................................................................................................ 30
3-3-2- کاربرد و ترکيب شيميايي ................................................................................. 31
3-3-3- نقش عناصر آلياژي در سوپرآلياژ پايه کبالت ....................................................... 35

3-4-  خلاصه فازها در سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن – نیکل .................................. 35

3-5- سوپر آلياژهاي ديگر ............................................................................................ 37

3-6- نحوه تغییر ریز ساختارها ....................................................................................... 37

3-7- نمونه ریز ساختارها .............................................................................................. 38

3-8- استحکام دهی سوپر آلیاژها ................................................................................... 39

3-8-1- رسوب ها و استحکام ........................................................................................ 39

3-8-2- فاز  ............................................................................................................ 40

3-9- سوپر آلياژهاي تقويت شده با  ........................................................................... 40

3-10- فاز  .............................................................................................................. 46

فصـل چهارم - ذوب و تبدیل

4-1- انجماد سوپر آلیاژها ............................................................................................. 48

4-1-1- مقدمه ............................................................................................................. 48

4-1-2- تشکیل مغزه ..................................................................................................... 49

4-1-3- شرایط تشکیل مغزه .......................................................................................... 51

فصـل پنجم - ریخته گری دقیق

5-1- ساخت و توليد قطعات سوپر آلياژي........................................................................ 55
5-1-1- روش­هاي توليد ................................................................................................ 55

5-2- ریخته گری دقیق چیست ؟ .................................................................................... 57

5-3-  کاربرد در سوپر آلیاژها ....................................................................................... 57

فصـل ششم - آهنگری و شکل دهی

6-1- آهنگری و فرآیندهای آن ...................................................................................... 61

6-1-1- مقدمه ............................................................................................................. 61

6-1-2- مقایسه سوپر آلیاژهای پایه کبالت با سوپرآلیاژهای پایه آهن – نیکل و پایه نیکل ..... 61

6-1-3- عملیات فرآیند کار مکانیکی ............................................................................. 62

6-1-4- آهنگری سوپر آلیاژها ....................................................................................... 63

6-2- اصول آهنگری .................................................................................................... 63

6-2-1- اهداف آهنگری ............................................................................................... 63

6-2-2- کنترل فرآیند تغییر شکل ................................................................................... 64

فصـل هفتم - فرآیند متالورژی پودر

7-1- مروری بر متالورژی پودر سوپر آلیاژها .................................................................... 66

7-1-1- مقدمه ............................................................................................................. 66

7-1-2- تاریخچه ......................................................................................................... 68

7-1-3- سوپرآلیاژهای متالورژی پودر امروزی ................................................................. 70

فصـل هشتم - فن آوری و روش اتصال و ماشینکاری

8-1- اتصال انواع آلیاژها................................................................................................ 74

8-1-1- سوپر آلیاژهای کار شده و سخت شده با محلول جامد .......................................... 74

8-1-2- سوپرآلیاژهای پایه کبالت کار شده ( و ریخته ) سخت شده با کاربید ...................... 74

8-1-3-  سوپرآلیاژهای کار شده و رسوب سخت شده ..................................................... 75

8-2- ماشینکاری .......................................................................................................... 75

8-2-1- کلیات ............................................................................................................ 75

8-2-2- روش های ماشین کاری .................................................................................... 76

8-3- مروری بر ماشین کاری سوپر آلیاژها ...................................................................... 76

8-3-1- کلیات ............................................................................................................ 76

فصـل نهم - تمیز کاری و عملیات نهایی

9-1- مقدمه ................................................................................................................. 79

9-1-1- پیشینه ............................................................................................................. 79

9-1-2-  آلودگی فلزی ................................................................................................. 79

9-1-3- لکه................................................................................................................. 80

9-1-4- اکسید و پوسته ................................................................................................. 80

9-2- حذف آلودگی های فلزی ..................................................................................... 81

9-2-1-پیشینه .............................................................................................................. 81

9-2-2- جلوگیری ، کاهش و اندازه گیری آلودگی های فلزی .......................................... 81

9-2-3- روشهای حذف مکانیکی ................................................................................... 82

9-2-4- روشهای حذف شیمیایی ................................................................................... 83

9-3- حذف کله ها ....................................................................................................... 84

9-3-1- پیشینه ............................................................................................................. 84

9-3-2- روش های مکانیکی حذف لکه ها....................................................................... 84

9-3-3- روشهای شیمیایی حذف لکه ها ......................................................................... 84

9-4- حذف اکسیدها و پوسته ها .................................................................................... 85

9-4-1- پیشینه ............................................................................................................. 85

9-4-2- حذف مکانیکی پوسته ها و اکسیدها ................................................................... 86

9-4-3- آماده سازی پوسته ............................................................................................ 87

9-4-4- فلززدایی با اسیدشویی ....................................................................................... 88

9-4-5- پوسته زدایی در حمام نمک .............................................................................. 90

9-5- روشهای عملیات نهایی ......................................................................................... 91

9-5-1- پیشینه ............................................................................................................. 91

9-5-2- تکمیل کاری سطح به روش شیمیایی ( الکتروشیمی ) ........................................... 92

9-5-3- تمام کاری سطح به روش های مکانیکی ............................................................. 92

9-6- مشکلات تمیز کاری و عملیات نهایی و راه حل های آنها .......................................... 93

فصـل دهم - ارتباط بین ساختار و خواص

10-1- مقدمه ............................................................................................................... 97

10-1-1- ریز ساختار..................................................................................................... 97

10-1-2- خواص مکانیکی ............................................................................................ 97

10-1-3- سخت کردن با محلول جامد ............................................................................ 98

10-1-4- نقش ذرات فاز ثانویه ...................................................................................... 99

10-1-5- رسوب سختی ................................................................................................ 100

فصـل یازدهم - خوردگی و حفاظت سوپر آلیاژها و از کار افتادگی و بازسازی

11-1- فرآيند اکسايش و خوردگي دماي بالاي سوپرآلياژها  ............................................. 102

11-2- آزمایش خوردگی و اکسیداسیون سوپرآلیاژها و پوشش های آنها ............................ 102

11-2-1- پیشینه  .......................................................................................................... 102

11-2-2- اثرات اکسیداسیون دینامیک ............................................................................ 103

11-2-3- آزمایش خوردگی سایشی ............................................................................... 104

11-2-4- اندازه گیری اکسیداسیون و داده های موجود ...................................................... 104

11-2-5- اثرات خوردگی موضعی ................................................................................. 107

11-2-6- نتایج آزمایش پوشش ..................................................................................... 107

11-3- خوردگي داغ .................................................................................................... 108

11-3-1- خوردگي داغ نوع (I) ..................................................................................... 109

11-3-2- خوردگي داغ نوع (II) .................................................................................... 111

11-4- پوشش هایی برای حفاظت سوپرآلیاژها................................................................. 112

11-4-1- پیشینه ........................................................................................................... 112

11-4-2- انواع پوشش ها .............................................................................................. 112

11-5- از کار افتادگی قطعات سوپر آلیاژها ..................................................................... 114

11-5-1- کلیات .......................................................................................................... 114

11-6- جوانه زني ترك ................................................................................................ 121

11-7 - خزش و تأثيرات محيطي .................................................................................... 127

11-8-  تخمين عمر  ..................................................................................................... 130

11-9- بعضی از آلیاژهای بهبود یافته حال حاضر .............................................................. 131

نتیجه گیری .................................................................................................................. 132

منابع و مآخذ ................................................................................................................ 133