بررسي تأثير كاركرد طولاني مدت در دماي بالا بر زوال ريزساختار و خواص مكانيكي يك قطعه مسير گاز داغ توربين گاز

Effect of Long-term service exposure on Microstructural and Mechanical properties degradation of a Hot Gas Path Component of a Gas Turbine

در اين تحقيق به منظور بررسي تاثيرات شرايط سرويس بر تغييرات ريز ساختار و خواص مكانيكي قطعه محفظه اختلاط ساخته شده از آلياژ IN617 از يك واحد توربين گازي مطالعات ميكروسكوپي نوري و الكتروني روبشي (SEM) و آزمايشهاي خواص مكانيكي شامل سختي سنجي، كشش سرد و گرم، ضربه و تنش گسيختگي انجام شد. نتايج بدست آمده و مقايسه آنها با نمونه كار نكرده از همين آلياژ حاكي از تغي يرات گسترده ريزساختاري شامل تشكيل كاربيدهاي مرز دانه اي و درون دانه اي و تشكيل لايه هاي اكسيدي در نمونه كاركرده است . همچنين آزمايشهاي مكانيكي انجام شده نشان مي دهد كه استحكام و سختي قطعه افزايش پيدا كرده در حاليكه انعطاف پذيري تا حد قابل توجهي كاهش يافته است. به علاوه انجام تست هاي تنش گسيختگي نشان مي دهد كه عمر گسيختگي قطعه كاركرده كاهش قابل ملاحظه اي يافته است. زوال خواص مكانيكي قطعه مورد بررسي به زوال ريزساختار مخصوصاً تشكيل لايه پيوسته كاربيدي M23C6 در مرز دانه ها نسبت داده مي شود.

To determine the effect of long-term service exposure on microstructural features and mechanical properties of Alloy 617, some investigations were conducted on samples taken from a hot gas path component of a gas turbine unit. In comparison with solution-annealed condition, the results obtained from this study in the exposed material showed significant service-induced changes in the microstructure, such as excessive grain boundary Cr-rich M23C6 carbides formation and some oxidation features. Also it was observed that the yield strength and hardness of the alloy increased whereas the ductility decreased. In the similar test conditions, the stress-rupture life of the exposed alloy decreased considerably compared to the solution-annealed sample which could be attributed to the microstructural degradation, especially formation of continuous M23C6 carbides on grain boundaries.