Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Alizadeh,Abbas Bahrami
مهدي علي زاده (استاد راهنما) عباس بهرامي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Nadi
مسعود نادي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

A Study on the Effect of Spark Plasma Sintering on Properties and Oxidation resistance of Nickel-based Colmonoy 6 Superalloy Powder
In this study, the sintering of nickel-based colmonoy superalloy powder was investigated using the Spark Plasma Sintering process. The sintering process was performed by a device under a pressure of 40 MPa and 700, 750, 800 and 850 ° C for 5, 10 and 15 minutes. The powder used was first analyzed by XRF and XRD tests. After the process, the effect of temperature and time changes on the porosity and strength of the produced samples was investigated. The porosity of the structure was measured by image processing method and ImageJ software. Optical microscope images showed that the samples were sintered for 5 minutes at temperatures of 700, 750 and 800 ° C had a porous structure with insufficient strength. In the next stage, sintering was performed at 850 ° C for 5, 10 and 15 minutes. The results showed that with increasing sintering time, the porosity of the structure decreased. Shear punch test was used to measure the strength of the samples. The test results showed that with increasing sintering time and temperature, the strength and deformation rate of the samples increased. The lowest porosity was related to the sample that sintered at 850 ° C and a time of 15 minutes with 1.9%, which results in a strength of 266 MPa. The oxidation test results showed that the sample sintered at 850 ° C and 5 minutes time were the most and the sample sintered at the same temperature and time of 10 and 15 minutes after 24 hours, the least weight change.
متالورژي پودر از روش­هاي شکل­ دهي فلزات است که به خاطر ويژگي­هايي چون امکان دستيابي به شکل ­نهايي قطعه، سريع ­بودن و عدم نياز به ذوب ماده مورد استقبال قرار گرفته­است. از انواع روش­هاي متالورژِي پودر، فرآيند تف­جوشي پلاسمايي جرقه ­اي مي­باشد که داراي ويژگي­هاي زيادي از جمله سرعت بالاي فرآيند، امکان دست­يابي به چگالي­هاي بالا، امکان استفاده از گروه وسيعي از مواد، همگني ساختار و دقت ابعادي بالاي نمونه، انجام فرآيند در دماهاي کم­تر و انرژي مصرفي پايين تر مي­باشد. هدف از پژوهش حاضر، دستيابي به شرايط بهينه تف­جوشي پودر سوپرآلياژ پايه نيکل کولموني جهت توليد نمونه با بيشترين چگالي مي­باشد. جهت بررسي اثر دماي فرآيند، پودر مد نظر در دماهاي 700، 750، 800 و 850 درجه سانتي­گراد به مدت 5 دقيقه تف­جوشي شدند. تصاوير متالوگرافي و ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشان داد که دماهاي زير 850 درجه سانتي­گراد فاقد چگالي و استحکام کافي مي­باشند. در نتيجه، دماي بهينه فرآيند 850 درجه سانتي­گراد انتخاب شد. براي بررسي تاثير زمان، پودر نمونه در دماي 850 درجه سانتي­گراد در زمان­هاي 5، 10 و 15 دقيقه تف­جوشي شد که با بررسي تصاوير نوري و الکتروني، مشخص شد که بيشترين چگالي مربوط به تف­جوشي در زمان 15 دقيقه مي­باشد. از افزايش بيشتر دما به دليل خطر ذوب موضعي و افزايش زمان به دليل خطر رشد دانه­ها صرف نظر گرديد. جهت اندازه­گيري چگالي و بررسي ميزان تخلخل نمونه­ها، از آزمون ارشميدس و همچنين نرم­افزار پردازش تصوير Image J استفاده شد. آزمون­ سنبه برشي جهت بررسي استحکام برشي نمونه انجام گرفت. آزمون طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايکس جهت بررسي تغييرات ترکيب شيميايي سطح و از آزمون پراش پرتو ايکس جهت بررسي تغييرات فازي استفاده شد. به منظور بررسي اثر زمان تف­جوشي بر مقاومت به اکسيداسيون نمونه­ها، نمونه­هاي مذکور تحت آزمون اکسيداسيون ناپيوسته در دماي 900 درجه­ سانتي­گراد و در زمان­هاي 1، 3، 5 و 24 ساعت قرار گرفتند. نمونه­ها در ابتدا به مدت 1 ساعت در دماي 200 درجه سانتي­گراد خشک شده و پس از آن سه مرتبه توزين شدند. نمونه­هاي اکسيد شده، پس از زمان­هاي مذکور از کوره خارج و مورد توزين قرار گرفتند. در نهايت با در نظر گرفتن وزن نمونه پيش و پس از آزمون، نمودار اختلاف وزن آنها رسم شد. نتايج نشان داد که افزايش ميزان تخلخل منجر به افزايش اکسيداسيون مي­شود. از طرفي لايه­هاي اکسيدي توليد شده به دليل ايجاد تنش از سطح جدا شده و کنده مي­شوند. برآيند افزايش وزن ناشي از جذب اکسيژن و کاهش وزن ناشي از کنده شدن پوسته­ها، اختلاف وزن نمونه پيش و پس از آزمون را مشخص مي­کند. نتايج نشان داد که نمونه تف­جوشي شده در زمان 15 دقيقه پس از 24 ساعت، کم­ترين افزايش وزن و نمونه تف­جوشي شده در زمان 10 دقيقه کم­ترين کاهش وزن را از خود نشان داده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی