ارزيابي ريزساختار سوپرآلياژ پايه نيكل Inconel 713C ريخته گري دقيق شده براي پره توربوشارژر

Microstructural Evaluation of Investment Cast IN-713C Nickel-BaseSuper alloy for Turbocharger Impeller

سوپر آلياژ پايه نيكل IN-713C به علت دارا بودن خواص ويژه اي نظير استحكام ومقاومت به اكسيداسيون خوب در دماهاي بالا، امروزه به طور وسيعي در ساخت توربين هاي گازي و پره هاي توربوشارژر به كار مي رود. اين آلياژ به روش ذوب تحت خلا و ريخته گري دقيقبه شكل محصول نهايي در مي آيد. ريزساختار ريختگي اين آلياژ تاثير قابل توجه اي بر خواص مكانيكي قطعه ريختگي در دماي بالا دارد.در اين تحقيق مشخصات ريزساختار ريختگي اين آلياژ پس از فرايند ريخته گري دقيق تحت خلا با ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز EDS و نرم افزار آناليز تصويري مورد مطالعه قرار گرفت و آزمون خزش نيز براساس استاندارد E-139ASTM براي ارزيابي خواص مكانيكي آلياژ انجام شد. نتايج نشان داد ريزساختار شامل دانه هاي ? دندريتي، كاربيدهاي اوليه و يوتكتيكي و رسوبات كوهيرنت ´? است. نوع، مورفولوژي، كسر حجمي و تركيب كاربيدها و رسوبات ´? و فواصل بين دندريتي براي ايجاد ريزساختار مطلوب جهت گذراندن تست هاي استاندارد خواص مكانيكي بررسي شد. وجود حدود 55 درصد از رسوبات ´? با مورفولوژي مكعبي و با ابعاد 540 نانومتر در كنارحدود 10 درصد حجمي كاربيدهادر ريزساختار، شرايط را براي رسيدن به استحكام خزشي استاندارد فراهم مي سازد.

IN-713C nickel-base super alloy is being widely used in manufacturing of gas turbine blades and turbocharger impellers due to its high temperature strength and oxidation resistance.Vacuum melting and casting is the standard method for manufacturing components out of the alloy. The as cast microstructure of the alloy has been shown to have significant effects on the castings mechanical properties at high temperatures.In this research the microstructural characteristics of the vacuum investment cast alloy was studied by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and image analysis techniques.Creep tests were performed according to ASTM E-139 standard to evaluate the mechanical properties.The results showed that the microstructure consisted of?dendrites, primary and eutectic carbides and coherent ?’ precipitates. Type, morphology, volume fraction and composition of carbides and ?’ precipitates as well as dendrite arm spacing were investigated to provide desirable microstructure for passing the standard mechanical tests. Presence of 55 vol.% ?’ precipitates with cubic morphology and 540nm dimension as well as 10 vol.%carbide in the microstructure was found to be necessary for satisfying the standard creep test requirements.