تاثير فرآيند فشار داغ بر ساختار و خواص مكانيكي پره متحرك توربين گاز از جنس سوپر آلياژ پايه نيكل

The effect of hot Isostatic pressing on microstructure and mechanical properties of nickel based gas turbine blade

ماهيت فرآيند ساخت پره‌هاي توربين گاز به روش ريخته‌گري دقيق بگونه‌اي است كه ريزمك‌هاي انجمادي در مقاطع ضخيم و در ‌فضاي بين شاخه‌هاي دندريتي در حين انجماد تشكيل مي‌شود. اين ريزمك‌ها با تشكيل ترك در شرايط كاري و در نتيجه بارگذاري، موجب كاهش عمر مفيد و شكست پيش از موعد پره‌ها مي‌گردند. در اين تحقيق، با استفاده از ميكروسكوپ‌هاي الكتروني روبشي و نوري مجهز به سيستم تحليل‌گر تصويري، تغييرات ساختاري و همچنين ميزان ريزمك‌هاي انجمادي پره متحرك توربين گاز از جنس in738lc در شرايط قبل و بعد از اعمال فرايند فشار داغ مورد بررسي و خواص مكانيكي آنها نيز مورد مقايسه قرار گرفته است. تحقيقات نشان داده است كه اعمال فرآيند فشار داغ موجب موجي شدن بيشتر مرزدانه، حذف و يا كاهش ميزان ريزمك‌هاي انجمادي، افزايش عمر خزشي و همچنين افزايش درصد ازدياد طول نسبي در آزمايش‌هاي كشش و خزش گرديده ولي تاثيري بر استحكام تسليم سوپرآلياژ پايه نيكل ندارد.

Solidification microporosity forms within dendritic space of gas turbine blades at large section in investment casting. Microporosity content more than permissible limit significantly reduces mechanical properties of turbine blades at the service conditions. In these work effects of Hot Isostatic pressing (HIP) followed by standard heat treatment cycle process on microstructural characteristics such as grain boundaries serration, microporosity content and mechanical properties of Ni-base superalloy IN738LC have been investigated by optical, Scanning Electron Microscopy (SEM) and practical experiments. The results of studies have shown that hot isostatic pressing provides more serration at grain boundary and could mostly eliminate or reduce microporosity, was generated during solidification by means of sintering. HIP is able also to improve creep life and ductility but has no effect on yield stress at tensile experiment.