ارائه مدل تخمين عمر خزش براي سوپرآلياژ مورد استفاده در پره توربين قطعه توربوشارژ

Presenting of creep lifetime prediction model for super-alloy used in turbine blade of turbo-charger

سوپرآلياژهاي پايه نيكل كاربرد وسيعي در ساخت پرههاي توربينها دارد. براي قطعه توربوشارژ موتورهاي احتراق داخلي، معمولا از سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 317 استفاده ميشود. شرايط كاركرد اين ماده شامل دماهاي زياد و تنشهاي گريز از مركز، به دليل سرعتهاي دوراني زياد توربين ميباشد. لذا بايد رفتار و عمر خزشي اين گونه مواد، مطالعه و بررسي شوند تا در تحليل و طراحي قطعات توربوشارژ، مدنظر قرار گيرند. در اين مقاله، دقت مدلهاي مختلف تخمين عمر خزش براي سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 317 ، كه براساس رابطههاي بين تنش، دما و عمر خزش هستند، بررسي شدهاند. اين مدلها شامل مدل تواني تنش عمر و پارامترهاي لارسون ميلر، شربي دورن، اور شربي دورن، مانسون هافرد و مانسون برون است و با دادههاي تجربي موجود براي آزمونهاي خزش در دماها و تنشهاي مختلف، تطبيق يافتهاند. براساس نتايج بدست آمده، مدلهاي مانسون هافرد و مانسون برون، دقت مناسبتري نسبت به ساير مدلهاي تخمين عمر خزشي، دارند.

Nickel-based super-alloys have been utilized in manufacturing of turbine blades. For the turbo-charger in internal combustion engines, the Inconel 713 nickel-based super-alloy has been usually used. Working conditions of this material is under high temperatures and centrifugal forces due to high rotational speeds of the turbine. Therefore, the creep behavior and lifetime of this material should be investigated for the analysis and the design of such these turbo-charger components. In this article, the accuracy of different creep lifetime prediction models for the Inconel 713 nickel-based super-alloy, which are based on relations of the stress, the temperature and the creep lifetime, have been studied. These models include a power model of the stress-the creep lifetime and Larson-Miller, Sherby-Dorn, Orr-Sherby-Dorn, Manson-Haferd and Manson-Brown parameters and they are calibrated with experimental data of creep tests in different temperatures and stresses. Based on obtained results, Manson-Haferd and Manson-Brown models have higher accuracy in comparison to other models.