Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour,Ahmad Rezaian
احمد کرمانپور (استاد راهنما) احمد رضائيان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Reza Ghorbani
حميدرضا قرباني

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
چکيده تحقيقات گسترده‌اي در مورد آلياژهاي آلومينايد تيتانيم براي کاربردهاي هوافضا و پزشکي انجام شده است. آلومينايدهاي تيتانيم داراي خواص ويژه­اي از جمله استحکام ويژه بالا و استحکام خزشي نسبتاً خوب هستند. با اين حال انعطاف­پذيري و چقرمگي شکست آن­ها کم بوده و نياز به اصلاح دارد. در اين پژوهش عنصر نيتروژن در مقادير 5/0، 1 و2 درصد اتمي به آلياژ نسل دوم Nb2-Cr2-Al48-Ti (آلياژ 4822) افزوده شد. پس از تهيه نمونه­ها به روش ذوب مجدد قوسي در خلاء، عمليات پرسکاري ايزواستاتيک داغ، آنيل انحلالي و پيرسازي روي نمونه­ها انجام شد. براي بررسي خواص مکانيکي از آزمون پانچ کوچک دما بالا استفاده شد. نتايج نشان داد با افزايش مقدار نيتروژن به دليل جوانه‌زايي رسوب‌هاي نيتريدي درجا، ريزساختار بسيار ظريف مي­شود. عمليات پرسکاري ايزواستاتيک داغ براي کاهش درصد تخلخل نمونه‌ها مؤثر بود ليکن افزايش مقدار نيتروژن باعث افزايش درصد تخلخل نمونه‌ها شد. پس از عمليات آنيل انحلالي، حداکثر نيروي آزمون پانچ کوچک در آلياژهاي نيتروژن‌دار کم‌تر از آلياژ 4822 شد. پس از عمليات پيرسازي علي‌رغم کاهش شديد حداکثر نيروي آزمون پانچ کوچک در آلياژ 4822، استحکام گرم آلياژهاي نيتروژن‌دار به خوبي حفظ شد. پيرسازي آلياژهاي نيتروژن‌دار در دماي پايين‌تر و زمان طولاني‌تر نتيجه بهتري دربرداشت. پايداري ريزساختار لايه‌اي در آلياژهاي نيتروژن‌دار بيش‌‌تر از آلياژ 4822 بدست آمد و لذا انتظار مي‌رود عمر مفيد آلياژهاي نيتروژن‌دار در شرايط کاري نسبت به آلياژ 4822 بيش‌تر باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی