پرستو فلاح - کارشناس ارشد، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
امیر کبریایی - دانشجوی دکتری، مهندسی مواد و متالورژی، پژوهشگاه مواد و انرژی ، تهران، ایران
ناصر ورهرام - دانشیار، دانشکده علم و مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

در این تحقیق اثر سرعت کشش در فرآیند انجماد جهت دار بر ساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-۱۱۱ مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور، ابتدا نمونه های جهت دار تحت سرعت های کشش mm/min ۱۰ و۱ در کوره بریجمن (مجهز به ناحیه خنک کننده گرافیتی) ریخته گری شد. سپس بررسی های ساختاری توسط میکروسکوپ نوری (OM) و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) در مقاطع طولی و عرضی (نسبت به راستای انجماد) در پایین (محل شروع انجماد) و بالای (محل خاتمه انجماد) نمونه های انجماد جهت دار یافته صورت گرفت. نتایج نشان داد با افزایش سرعت کشش، اندازه منطقه پلی کریستال در پایین نمونه های جهت دار افزایش یافت. افزون بر این، با افزایش سرعت کشش از mm/min۱R= به mm/min۱۰R=، فواصل بازوهای دندریتی اولیه و ثانویه به ترتیب از μm ۴۴۵ به μm۲۵۲ و از μm ۱۱۰ به μm۶۰ کاهش یافت. اندازه رسوبات گاماپرایم نیز با افزایش سرعت کشش از mm/min۱R= به mm/min۱۰R= در بالای نمونه ها از μm۴۶۸ به μm۴۲۱ و در ناحیه پایین آن ها از μm۷۱۱ به μm ۶۰۴ کاهش یافت. همچنین با توجه به جهت خروج حرارت حین انجماد جهت دار در یک سرعت کشش ثابت، ناحیه پایین نمونه تا لحظات پایانی انجماد در معرض حرارت خروجی از ناحیه بالای آن بوده که باعث افزایش اندازه گاماپرایم ناحیه پایینی (μm ۷۱۱ در mm/min۱R= و μm ۶۰۴ در mm/min۱۰R=) نسبت به بالای نمونه (μm ۴۶۸ در mm/min۱R= و μm ۴۲۱ در mm/min۱۰R=) شد. بهترین ریزساختار متعلق به بالای نمونه جهت دار با سرعت کشش بالاتر (mm/min۱۰) است که دارای اندازه گاماپرایم کوچک با توزیع همگن و مورفولوژی منظم می باشد.

سوپرآلیاژ GTD-۱۱۱, انجماد جهتدار, سرعت کشش, ذرات گاماپرایم