علیرضا میرک - دانشیار، پژوهشکده مواد فلزی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
احمد کرمانپور - استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-۴‎ بعنوان یکی از آلیاژهای نسل دوم تک کریستال، از دهه ۱۹۹۰ میلادی در توربین های گازی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. نمونه ها در این پژوهش از شمش ریختگی سوپرآلیاژ CMSX-۴‎ که توسط روش VIM و VAR ساخته شده بود استفاده شد. کروت های تک کریستال سوپرآلیاژ فوق توسط فرایند انجماد جهت دار در کوره خلا به روش بریجمن ساخته شدند. سپس نمونه ها تحت عملیات حرارتی حل سازی و پیر سختی یکسان قرار گرفتند. ریز ساختار ریختگی سوپرآلیاژ تک کریستال شامل دندریت های جهت یافته در جهت رشد ترجیحی (۰۰۱) به همراه مقداری فاز یوتکتیک ׳γ/γ است. در شرایط عملیات حرارتی، ریزساختار تک کریستال شامل فازهای منظم مکعبی ׳γ در زمینه آستنیتی به همراه مقدار کمی کاربید است. مشخصه یابی میزان انحراف از جهت مرجح رشد دندریت توسط دو روش لاوه و RO-XRD حدود ۷ درجه اندازه گیری شد. استحکام کششی نمونه های عملیات حرارتی شده در شرایط دمای محیط و دمای ۸۷۰ درجه سانتیگراد به ترتیب برای ساختار ریختگی پلی کریستال MPa ۱۱۶۲ و ۳۹۲ و برای نمونه تک کریستال ‎ MPa۱۱۶۶ و ۱۱۶۳ بدست آمد. مشاهدات تصاویر SEM نشان داد که افزایش استحکام گرم سوپرآلیاژ تک کربستال به واسطه حذف مرز دانه و تغییر مورفولوژی ׳γ در دمای بالا است. 

سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-۴, انجماد تک کریستال, عملیات حرارتی پیرسختی, استحکام کششی گرم