ذوب سطحي سوپرآلياژ پايه كبالت ECY768 كاركرده به‌وسيله‌ي ليزر به‌منظور جوان‌سازي سطح

Surface rejuvenation of service induced ECY768 cobalt based superalloy by laser surface melting

سوپرآلياژهاي پايه كبالت باتوجه‌به خواص منحصربه‌فرد مانند تنش گسيختگي عالي، مقاومت به خوردگي عالي، مقاومت به خستگي، خزش و اكسيداسيون، به‌صورت گسترده در پره‌هاي رديف اول توربين‌هاي گازي مورداستفاده قرار مي‌گيرند. باتوجه‌به هزينه‌هاي هنگفت توليد و جايگزيني اين سوپرآلياژها بعد از اتمام عمر مفيد يا صدمه ديدن آن‌ها، جوان‌سازي و تعمير سوپرآلياژهاي مستعمل موردتوجه قرار گرفته است. بررسي تغييرات ريزساختاري و عيوب به وجود آمده در نمونه‌هاي كاركرده و بعد از سرويس مي‌تواند كمك بسياري در شناخت عوامل تخريب، روش‌هاي بازيابي و جوان‌سازي پره‌هاي ثابت رديف اول، كند. از روش‌هاي جوان‌سازي سطح در پره‌هاي ثابت رديف اول، استفاده از ذوب مجدد سطح به‌وسيله‌ي ليزر است. در اين پژوهش به بررسي ريزساختاري سطح نمونه‌هاي كاركرده‌ي پره‌ي ثابت رديف اول توربين گاز مدل ميتسوبيشي MW701D پرداخته شده و در ادامه جوان‌سازي سطح توسط ذوب مجدد به‌وسيله‌ي ليزر مورد بررسي قرار گرفته است. براي بررسي تغييرات ريزساختاري از ميكروسكوپ نوري، الكتروني و پراش پرتو ايكس استفاده شد. در بررسي‌ها مشاهده شد كه كاربيدهاي ثانويه‌ي غني از كروم از كاربيدهاي اوليه تشكيل شده است. كاربيدهاي ثانويه غني از كروم به‌صورت به‌هم‌پيوسته و زنجيري در مرزدانه‌ها به وجود آمده‌اند كه از چقرمگي و مقاومت به ضربه مي‌كاهد. در مناطقي از سطح كاربيدها به‌صورت سوزني شكل درآمده‌اند. مناطق عاري از رسوب هم در نواحي نزديك به سطح مشاهده شد. براي جوان‌سازي سطح، از ذوب سطحي به‌وسيله‌ي ليزر استفاده شد. بعد از ذوب مجدد سطح به‌وسيله‌ي ليزر، ريزساختار منطقه‌ي ذوب شده مورد بررسي قرار گرفت. خط‌هاي جوش هم‌پوشاني خوبي از خود نشان مي‌دادند و سطح سوپرآلياژ با عمق نفوذ مناسبي جوان‌سازي شده است. ريزساختار منطقه‌ي ذوب شده نيز به‌صورت سلولي و دندريت‌هاي ستوني و هم‌محور درآمده است.