Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour,Ahmad Rezaian
احمد کرمانپور (استاد راهنما) احمد رضائیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Reza Ghorbani
حمیدرضا قربانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Evaluating effect of nitrogen addition on microstructure and high-temperature mechanical properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb (at. %) alloy
Extensive researches have been conducted so far on titanium aluminide alloys for aerospace and medical applications. Titanium aluminides have special properties such as high specific strength and good creep resiatance. Nevertheless, their ductility and fracture toughness are low and need improvements. In this research, nitrogen element with 0.5, 1 and 2 atomic percents was added to the second-generation titanium aluminides alloy Ti-48Al-2Cr-2Nb (4822). Following preparation of the as-cast samples using vacuum arc remelting method, hot isostatic pressing, solution annealing and two aging treatments were done. High temperature small punch test was used to investigate mechanical properties of the as-anealed and as-ages samples. The results showed that with increasing nitrogen content, the microstructure was highly refined due to inoculeation effect of the in-situ nitride precipitates. The hot isostatic pressing was efficient in decreasing the pore content of the samples; however, increasing the nitrogen content was resulted in an increase in pore content. After the solution annealing treatment, the maximum force of the small punch test in the nitrogen-containing alloys became lower than the 4822 alloy. Interestingly, after aging treatments despite the sharp reduction in the maximum force of the small punch test of the 4822 alloy, the warm strength of the nitrogen-containing alloys was well maintained. The nitrogen-containing alloys exhibited relatively high sensitivity to the aging treatment. The aging treatment of the nitrogen-containing alloys in the lower temperature and higher time showed better results. The stability
تحقیقات گسترده‌ای در مورد آلیاژهای آلومیناید تیتانیم برای کاربردهای هوافضا و پزشکی انجام شده است. آلومینایدهای تیتانیم دارای خواص ویژه­ای از جمله استحکام ویژه بالا و استحکام خزشی نسبتاً خوب هستند. با این حال انعطاف­پذیری و چقرمگی شکست آن­ها کم بوده و نیاز به اصلاح دارد. در این پژوهش عنصر نیتروژن در مقادیر 5/0، 1 و2 درصد اتمی به آلیاژ نسل دوم Nb2-Cr2-Al48-Ti (آلیاژ 4822) افزوده شد. پس از تهیه نمونه­ها به روش ذوب مجدد قوسی در خلاء، عملیات پرسکاری ایزواستاتیک داغ، آنیل انحلالی و پیرسازی روی نمونه­ها انجام شد. برای بررسی خواص مکانیکی از آزمون پانچ کوچک دما بالا استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار نیتروژن به دلیل جوانه‌زایی رسوب‌های نیتریدی درجا، ریزساختار بسیار ظریف می­شود. عملیات پرسکاری ایزواستاتیک داغ برای کاهش درصد تخلخل نمونه‌ها مؤثر بود لیکن افزایش مقدار نیتروژن باعث افزایش درصد تخلخل نمونه‌ها شد. پس از عملیات آنیل انحلالی، حداکثر نیروی آزمون پانچ کوچک در آلیاژهای نیتروژن‌دار کم‌تر از آلیاژ 4822 شد. پس از عملیات پیرسازی علی‌رغم کاهش شدید حداکثر نیروی آزمون پانچ کوچک در آلیاژ 4822، استحکام گرم آلیاژهای نیتروژن‌دار به خوبی حفظ شد. پیرسازی آلیاژهای نیتروژن‌دار در دمای پایین‌تر و زمان طولانی‌تر نتیجه بهتری دربرداشت. پایداری ریزساختار لایه‌ای در آلیاژهای نیتروژن‌دار بیش‌‌تر از آلیاژ 4822 بدست آمد و لذا انتظار می‌رود عمر مفید آلیاژهای نیتروژن‌دار در شرایط کاری نسبت به آلیاژ 4822 بیش‌تر باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی