بررسی فازهای موجود در یک سوپرآلیاژ ریختگی پایه کبالت Co-Al-W با استفاده از روش های تجربی و نرم افزار JMatPro

تقاضا برای افزایش راندمان توربین های گازی، محرک اصلی برای توسعه نسل های جدید مواد دمای بالاست. در این راستا سوپرآلیاژهای جدید پایه کبالت Co-Al-W حاوی فاز استحکام بخش '‎γ که پتانسیل مناسبی جهت بکارگیری در دمای بالا دارند مورد توجه قرار گرفته اند. هدف اصلی این تحقیق بررسی فازهای ایجاد شده در یک سوپرآلیاژ ریختگی چند عنصری از این خانواده، با استفاده از روش های تجربی و نرم افزار JMatPro است. به این منظور پس از طراحی آلیاژ، عملیات ریخته گری آن در کوره VIM انجام شد. آلیاژ با استفاده از SEM-EDS، FE-SEM، XRD و DSC مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که در زمینه آلیاژ ریختگی (فاز γ)، تنها فاز '‎γ و کاربیدهای MC (غنی از تیتانیم و تنگستن) حضور دارند. نتایج نرم افزار به خوبی حضور فازهای مذکور و دماهای تشکیل آن ها را پیش بینی کرد. به علاوه نتایج نرم افزار نشان داد که فاز µ باید در ریزساختار آلیاژ وجود داشته باشد. طبق نتایج و پیش بینی های نرم افزار، عملیات حرارتی در دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد و زمان ۴۸ ساعت انجام شد و فاز غنی از تنگستن µ در ریزساختار به وجود آمد. نتایج نشان داد که از نظر ترمودینامیکی تشکیل فاز µ لازم است اما تامین شرایط سینتیکی در تشکیل آن نقش مهمی دارد.