Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Alizadeh,Abbas Bahrami
مهدی علی زاده (استاد راهنما) عباس بهرامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Nadi
مسعود نادی

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.
متالورژی پودر از روش­های شکل­ دهی فلزات است که به خاطر ویژگی­هایی چون امکان دستیابی به شکل ­نهایی قطعه، سریع ­بودن و عدم نیاز به ذوب ماده مورد استقبال قرار گرفته­است. از انواع روش­های متالورژِی پودر، فرآیند تف­جوشی پلاسمایی جرقه ­ای می­باشد که دارای ویژگی­های زیادی از جمله سرعت بالای فرآیند، امکان دست­یابی به چگالی­های بالا، امکان استفاده از گروه وسیعی از مواد، همگنی ساختار و دقت ابعادی بالای نمونه، انجام فرآیند در دماهای کم­تر و انرژی مصرفی پایین تر می­باشد. هدف از پژوهش حاضر، دستیابی به شرایط بهینه تف­جوشی پودر سوپرآلیاژ پایه نیکل کولمونی جهت تولید نمونه با بیشترین چگالی می­باشد. جهت بررسی اثر دمای فرآیند، پودر مد نظر در دماهای 700، 750، 800 و 850 درجه سانتی­گراد به مدت 5 دقیقه تف­جوشی شدند. تصاویر متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که دماهای زیر 850 درجه سانتی­گراد فاقد چگالی و استحکام کافی می­باشند. در نتیجه، دمای بهینه فرآیند 850 درجه سانتی­گراد انتخاب شد. برای بررسی تاثیر زمان، پودر نمونه در دمای 850 درجه سانتی­گراد در زمان­های 5، 10 و 15 دقیقه تف­جوشی شد که با بررسی تصاویر نوری و الکترونی، مشخص شد که بیشترین چگالی مربوط به تف­جوشی در زمان 15 دقیقه می­باشد. از افزایش بیشتر دما به دلیل خطر ذوب موضعی و افزایش زمان به دلیل خطر رشد دانه­ها صرف نظر گردید. جهت اندازه­گیری چگالی و بررسی میزان تخلخل نمونه­ها، از آزمون ارشمیدس و همچنین نرم­افزار پردازش تصویر Image J استفاده شد. آزمون­ سنبه برشی جهت بررسی استحکام برشی نمونه انجام گرفت. آزمون طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جهت بررسی تغییرات ترکیب شیمیایی سطح و از آزمون پراش پرتو ایکس جهت بررسی تغییرات فازی استفاده شد. به منظور بررسی اثر زمان تف­جوشی بر مقاومت به اکسیداسیون نمونه­ها، نمونه­های مذکور تحت آزمون اکسیداسیون ناپیوسته در دمای 900 درجه­ سانتی­گراد و در زمان­های 1، 3، 5 و 24 ساعت قرار گرفتند. نمونه­ها در ابتدا به مدت 1 ساعت در دمای 200 درجه سانتی­گراد خشک شده و پس از آن سه مرتبه توزین شدند. نمونه­های اکسید شده، پس از زمان­های مذکور از کوره خارج و مورد توزین قرار گرفتند. در نهایت با در نظر گرفتن وزن نمونه پیش و پس از آزمون، نمودار اختلاف وزن آنها رسم شد. نتایج نشان داد که افزایش میزان تخلخل منجر به افزایش اکسیداسیون می­شود. از طرفی لایه­های اکسیدی تولید شده به دلیل ایجاد تنش از سطح جدا شده و کنده می­شوند. برآیند افزایش وزن ناشی از جذب اکسیژن و کاهش وزن ناشی از کنده شدن پوسته­ها، اختلاف وزن نمونه پیش و پس از آزمون را مشخص می­کند. نتایج نشان داد که نمونه تف­جوشی شده در زمان 15 دقیقه پس از 24 ساعت، کم­ترین افزایش وزن و نمونه تف­جوشی شده در زمان 10 دقیقه کم­ترین کاهش وزن را از خود نشان داده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی