Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour
احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohamad Rezaei
محمد رضائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Evaluating the effect of seed-based single crystal solidification variables on microstructures of the PWA 1483 single crystal superalloy
Producing single crystal superalloy using seed technique was preferred compared to spiral grain selector because of better mechanical properties. However, process control in the seeding method is more sensitive. In this investigation, single crystal super alloy PWA1483 using initial seed was manufacturied. For this purpose, initial seeds were produced using spiral grain selector. Evaluation of the effect of various process parameters on production of single crystal was performed and the influence of withdrawal rate and mold geometry on the orientation of single crystal was studied. Process simulation using ProCast ® software was also conducted. Simulation result was validated using both experimental and mathematical calculations. Results show that with increasing the withdrawal rate up to 9 mm/min, orientation of the single crystal declines in the mold of 40 mm starter block. However, misorientation of the single crystal increases after withdrawal rates of 9 mm/min. also, it was determined that, withdrawal rate, starter block size, and thermal gradient we interdependent variables such that, obtaining lowest single crystal deviation needs optimum mode of these parameters. Experimental studies show that the effect of starter block size is more important than withdrawal rate. Finally, an optimum withdrawal rate with a suitable starter block size is proposed. Then, the effect of process variables and seed characteristics on the produced single crystal were studied. It was found out that misorientation of seed is higher than the final single crystal. Also, it was found out that withdrawal rate history and the dendrite arm spacing does not affect final dendrite structure.
ايجاد ساختار تک‌کريستال با استفاده از بذر نسبت به روش انتخاب‌گر دانه به دليل خواص مکانيکي بهتر ارجحيت دارد. با اين حال، کنترل فرايند در روش استفاده از بذر از حساسيت بيشتري برخوردار است. در اين پژوهش به ايجاد ساختار تک‌کريستال با استفاده از بذر اوليه در سوپرآلياژ پايه نيکل PWA1483 پرداخته شد. به همين منظور ابتدا ساخت بذرهاي تک‌کريستال با استفاده از روش انتخاب‌گر دانه در دستور کار قرار گرفت. در اين راستا تأثير متغيرهاي فرايند انجماد تک کريستال بريجمن با استفاده از روش انتخاب‌گر دانه شامل سرعت کشش قالب و هندسه بلوک استارتر مورد بررسي قرار گرفت. به‌منظور تحليل عميق تر و جامع تر نتايج، شبيه سازي فرايند انجماد تک کريستال با استفاده از نرم‌افزار ProCAST انجام شد. نتايج شبيه‌سازي با مشاهدات آزمايشگاهي و محاسبات رياضي اعتبارسنجي گرديد. نتايج شبيه‌سازي نشان داد که با افزايش سرعت کشش قالب تا 9 ميلي‌متر بر دقيقه بر روي نمونه با ارتفاع بلوک استارتر 40 ميلي‌متر، از ميزان انحراف کريستالي دندريت‌ها کاسته شده و از اين مقدار بيشتر بر ميزان انحراف دندريت‌ها افزوده مي‌شود. همچنين مشخص شد که سرعت کشش قالب و ارتفاع بلوک استارتر و گراديان دمايي کاملاً به هم وابسته بوده و ساخت تک‌کريستال با کمترين زاويه انحراف دندريت‌ها، از طريق ايجاد حالت بهينه بين اين متغيرها امکان‌پذير است. مشاهدات آزمايشگاهي نشان داد که اثر ارتفاع بلوک استارتر بر روي زاويه انحراف دندريت‌ها بيشتر از اثر سرعت کشش است. نهايتاً يک رژيم کشش بهينه همراه با ارتفاع بلوک استارتر مناسب جهت ساخت تک‌کريستال با کمترين زاويه ممکن پيشنهاد شد. در مرحله بعد به بررسي متغيرهاي فرايند و اثر مشخصات بذر اوليه بر روي ساختار تک‌کريستال حاصل پرداخته شد. نتايج نشان داد که فواصل بين دندريتي در تک‌کريستال‌هاي ساخته‌شده با استفاده از روش بذر به‌مراتب کمتر از تک‌کريستال‌هاي حاصل از روش انتخاب‌گر دانه است. همچنين زاويه انحراف کريستالي دندريت‌ها در نمونه تک‌کريستال ساخته‌شده با استفاده از بذر نسبت به بذر اوليه مورد استفاده در آن‌ها بيشتر است. مشخص شد که تاريخچه سرعت کشش قالب و فواصل بين دندريت‌ها در بذر اوليه هيچ‌گونه تأثيري بر روي فواصل بين دندريتي نخواهد داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی