جستجو در:
دوره 23، شماره 3 - ( اسفند 1401 )
جلد 23 شماره 3 صفحات 197-191 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Morakabati M, karimian M J, badri H. Evaluation of the thermomechanical behavior of the new generation nickel-cobalt Co-Ni-Al-Cr-W-Ti-Ta-Nb-Mo-C-B (%wt) superalloy Using constitutive equations and deformation processing maps. Modares Mechanical Engineering 2023; 23 (3) :191-197
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-63838-fa.html
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-63838-fa.html
مرکباتی مریم، کریمیان محمد جواد، بدری حسن. ارزیابی رفتار ترمومکانیکی سوپرآلیاژ نسل جدید پایه کبالت نیکل Co-Ni-Al-Cr-W-Ti-Ta-Nb-Mo-C-B (%wt) با استفاده از معادلات بنیادی و نقشه فرایند تغییر شکل. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 23 (3) :191-197
مریم مرکباتی* 
1، محمد جواد کریمیان2 ، حسن بدری2
1، محمد جواد کریمیان2 ، حسن بدری2
1- مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران ، m_morakabati@mut.ac.ir
2- مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
2- مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
چکیده: (1175 مشاهده)
هدف از پژوهش حاضر، بررسی رفتار کار داغ سوپرآلیاژ پایه کبالت نیکل نسل جدید با ترکیب شیمیایی Co-22.8Ni-3.4Al-8Cr-17.1W-1.5Ti-2.8Ta-1.5Nb-1.5Mo-0.06C-0.02B(%wt) به واسطه انجام آزمایش فشار، ارائه معادله بنیادی و نقشه فرایند تغییر شکل و تعیین مناطق امن و نا امن تغییر شکل است. در این راستا آزمایش فشار داغ در محدوده دمایی1200-1050 درجه سانتیگراد، با گام50 درجه سانتیگراد و نرخ‌های کرنش 1/0 ، 01/0 و 001/0 بر ثانیه تا کرنش 7/0 انجام شد. ارزیابی معادلات بنیادی حاکم بر فرایند تغییر شکل داغ سوپرآلیاژ، نشان داد که مدل ارائه شده براساس معادله سینوس هایپربولیک، نتایج تجربی را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی می‌نماید. با استفاده از معادله اشاره شده، انرژی فعال‌سازی تغییر شکل داغ آلیاژ مورد بررسی در پژوهش حاضر، 497 کیلو ژول بر مول بدست آمد. بر اساس نقشه فرآیند ترسیم شده برای آلیاژ مورد بررسی در پژوهش حاضر در کرنش 4/0، یک منطقه ناپایداری در دمای 1050 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش 01/0 بر ثانیه مشاهده شد. این درحالی است که با افزایش دمای تغییرشکل، گستره و شدت منطقه ناپایداری کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل از نقشه فرایند و معادلات بنیادی، شرایط بهینه تغییر شکل آلیاژ مورد بررسی در محدوده دمایی 1150 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش 1/0 برثانیه و محدوده دمایی 1100 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش‌های 01/0 بر ثانیه تا 001/0 بر ثانیه با حداکثر بازده مصرف انرژی 45 درصد تعیین شد.
واژه‌های کلیدی: سوپرآلیاژ نسل جدید پایه کبالت نیکل، آزمایش فشار داغ، معادلات بنیادی، نقشه فرایند تغییر شکل.
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
تجزیه و تحلیل و انتخاب مواد
دریافت: 1401/6/4 | پذیرش: 1401/10/21 | انتشار: 1401/12/10
دریافت: 1401/6/4 | پذیرش: 1401/10/21 | انتشار: 1401/12/10
فهرست منابع
1. 1) P.J. Bocchini, "Microstructure and Mechanical Properties in Gamma (face-centered cubic)+ Gamma Prime Precipitation-Strengthened Cobalt-based Superalloys." PhD thesis, Northwestern University, 2015.
2. 2) Y. Gu, H. Harada, C. Cui, D. Ping, A. Sato, and J. Fujioka. "New Ni-Co base disk superalloys with higher strength and creep resistance." Scripta materialia 55, 2006, vol.9, pp.815-818. [DOI:10.1016/j.scriptamat.2006.07.008]
3. 3) Xiaokang Zhong, Fusheng Han. "Hot deformation behavior of a new tailored cobalt-based super alloy for turbine discs." Journal of Alloys and Compounds, 2019, vol.599, pp.159-163.
4. 4) Y. Li, Z. Hong, B. Liu, X. Jia, "Investigation of microstructure evolution and mechanical properties of multiprecipitation Co-Ni base superalloys", Materials Science & Engineering A,
https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140333 [DOI:10.1016/j.msea.2020.140333., A, vol. 550, pp 333-341, 2021.]
5. 5) R. Kainuma, M. Ise, C.-C. Jia, H. Ohtani and K. Ishida: Intermetallics 4 (1996) S151-S158. [DOI:10.1016/0966-9795(96)00034-9]
6. 6) M.Kolb, L.P.Freund, F.Fischer, I.Povstugar, S.K.Makineni, B.Gault, D.Raabe, J.Müller "On the grain boundary strengthening effect of boron in γ/γ′ Cobalt-base superalloys" Journal of Acta Materialia, Volume 145, Pages 247-254, 15 February 2018. [DOI:10.1016/j.actamat.2017.12.020]
7. 7) A. Suzuki and T. M. Pollock, High-temperature strength and deformation of A. Suzuki and T. M. Pollock, High-temperature strength and deformation of γ/γ′ two-phase Co-Al-W-base alloys vol. 56, 2008 two-phase Co-Al-W-base alloys vol. 56, 2008. [DOI:10.1016/j.actamat.2007.11.014]
8. 8) Y. V. R. K. Prasad, H. L. Gegel, S. M. Doraivelu, J. C. Malas, J. T. Morgan, K. A. Lark, et al., "Modeling of dynamic material behavior in hot deformation: Forging of Ti-6242," Metallurgical Transactions A, vol. 15, pp. 1883-1892, 1984. [DOI:10.1007/BF02664902]
9. 9) T. M. Pollock ,J. Dibbern, M. Tsunekane, J. Zhu, and A. Suzuki, "New Co-based γ/γ′ high-temperature alloys," JOM, vol. 62, pp. 58-63, 2010. [DOI:10.1007/s11837-010-0013-y]
10. 10) R. Ebrahimi and A. Najafizadeh, "A new method for evaluation of friction in bulk metal forming," Journal of Materials Processing Technology, vol. 152, pp. 136-143, 2004. [DOI:10.1016/j.jmatprotec.2004.03.029]
11. 11) Y. V. R. K. Prasad and S. Sasidhara, "Hot Working Guide: A Compendium of Processing Maps," ASM International, 1997.
12. 12) A. Momeni and K. Dehghani, "Characterization of hot deformation behavior of 410 martensitic stainless steel using constitutive equations and processing maps," Materials Science and Engineering: A, vol. 527, pp. 5467-5473, 2010. [DOI:10.1016/j.msea.2010.05.079]
13. 13) Y. V. R. K. Prasad and T. Seshacharyulu, "Processing maps for hot working of titanium alloys," Materials Science and Engineering: A, vol. 243, pp. 82-88, 1998. [DOI:10.1016/S0921-5093(97)00782-X]
14. 14) R. Kainuma, M. Ise, C. C. Jia, H. Ohtani, and K. Ishida, "Phase equilibria and microstructural control in the Ni-Co-Al system," Intermetallics, vol. 4, pp. S151-S158, 1996. [DOI:10.1016/0966-9795(96)00034-9]
15. 15) S. Neumeier, L.P. Freund, M. Göken, Novel wrought γ/γ′ cobalt base superalloys with high strength and improved oxidation resistance, Scripta mater 109 (2015) 104-107
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2015.07.030 [DOI:10.1016/j.scriptamat.2015.07.030.]
16. 16) E.T. McDevitt, Vacuum induction melting and vacuum arc remelting of Co-Al-WX gamma-prime superalloys, MATEC Web of Conferences ,201402001https://doi. org/10.1051/matecconf/20141402001.
17. 17) S.L. Semiatin, D.S. Weaver, R.C. Kramb, P.N. Fagin, M.G. Glavicic, R.L. Goetz, N.D. Frey, M.M. Antony, Deformation and recrystallization behavior during hot working of a coarse-grain, nickel-base superalloy ingot material, Metall. Mater. Trans. A 35 (2) (2004) 679-693
https://doi.org/10.1007/s11661-004-0379-y [DOI:10.1007/s11661-004-0379-y.]
18. 18) Zhu J., Titus M., Pollock T., Experimental investigation and thermodynamic modeling of the corich region in the Co-Al-Ni-W quaternary system, Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 2014, 35(5)595-611. [DOI:10.1007/s11669-014-0327-5]
19. 19) Taheri-Mandarjani, M., Zarei-Hanzaki, A., and Abedi., H. R., "Hot Ductility Behavior of An Extruded 7075 Aluminum Alloy," Materials Science and Engineering: A, Vol. 637, pp. 107-122, 2015. [DOI:10.1016/j.msea.2015.03.038]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |