Hot tearing in polycrystalline Ni-based IN738LC superalloy:

Influence of Zr content

پارگی داغ در سوپر آلیاژ چندبلوری پایه نیکلی IN738LC :  اثر مقدارZr

ABSTRACT

Zirconium is always present in Ni base superalloys as it enhances their creep properties. In the present study, the influence of very small Zr additions, 100–۴۰۰ ppm, i.e. 0.01–۰.۰۴ wt.%, on hot tearing of IN738LC superalloy is experimentally investigated using dedicated turbine blade castings. Although the Zr content remains very small, it has a strong effect on hot tearing tendency. Microstructure of hot tear in as-cast samples reveal that grain size and secondary dendrite arm spacing have no significant effect on hot tearing. On the other hand eutectic phase volume fraction and its dispersion or spreading along grain boundaries drastically affect the hot tearing propensity and strongly increase with increasing amounts of Zr. Hence grain coalescence becomes impossible at grain boundaries covered with eutectic phase films. With increasing Zr content, gain coalescence between two distinct grains with no interdendritic phase requires more undercooling. Coalescence is retarded and occurs deeper in the mush zone, i.e. at lower temperatures resulting in a higher sensitivity to hot tearing. Finally, it is shown that a reduction of Zr content to 0.02 wt.% is required to fully suppress hot tearing in polycrystalline IN738LC blades.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

زیرکونیوم همیشه در سوپرآلیاژهای پایه نیکل حاضر هستند، از آنجایی که خواص خزش آن ها را افزایش می دهد. در مطالعه حاضر، اثر اضافات بسیار کوچک عنصر Zr، ۱۰۰-۴۰۰ پی پی ام، یعنی ۰۱/۰-۰۴/۰ درصد وزنی، بر پارگی داغ  سوپرآلیاژ IN738LC  به طور تجربی با استفاده از ریخته گری پره توربین اختصاصی بررسی شده است. اگر چه محتوای عنصر Zr بسیار کوچک باقی می ماند، این امر اثری قوی بر تمایل به پارگی داغ می گذارد. ساختار پارگی داغ در نمونه ریختگری شده نشان می دهد که اندازه دانه و فاصله بازوی دندریتی ثانویه اثر قابل توجهی بر پارگی داغ ندارد. از سوی دیگر، کسر حجمی فاز یوتکتیک و پراکندگی و یا گسترش آن در امتداد مرزهای دانه به شدت بر تمایل به پارگی داغ اثر دارد و به شدت با افزایش مقدارZr  افزایش می یابد. از این رو به هم پیوستگی  دانه در مرزدانه های پوشش داده شده با فیلم های فاز یوتکتیک غیر ممکن می شود. با افزایش مقدار Zr، به دست آوردن به هم پیوستگی بین دو دانه مجزا بدون هیچ فاز بین دندریتی نیاز به تحت تبرید بیشتر دارد. به هم پیوستگی عقب می افتد و عمیق تر در منطقه ماش  رخ می دهد ، یعنی در دماهای پایین تر و در نتیجه حساسیت بالاتر نسبت به پارگی داغ. در نهایت، نشان داده شد که کاهش محتوای Zr  به ۰۲/۰ درصد وزنی لازم است تا به طور کامل پارگی داغ در تیغه های چندبلوری IN738LC متوقف شود.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.