The study of heat treatment process parameters in Ni-based single crystal CMSX-4 superalloys
Nikel esaslı tek kristal CMSX-4 süperalaşımların ısıl işlem proses parametrelerinin incelenmesi
- Tez No: 472573
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN USTA, DR. HÜSEYİN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tek kristal (SX) süperalaşımlar havacılıkta kullanılan türbinli motorların parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Genellikle, CMSX-4 alaşımları, yüksek sıcaklıkta gösterdikleri mekanik özellikleri ve iyi ısıl oksitlenme direnci nedeniyle turbofan motor kanatlarında en yaygın kullanılan SX alaşımlardır. Bu alaşımlarda düşük difüzyon hızlarına sahip çeşitli refrakter ve nadir toprak elementleri; daha iyi mekanik özellik, korozyon direnci ve sürünme özelliklerini geliştirmek amacıyla alaşım elementi olarak kullanılırlar. Bu nedenle, bu alaşımların ısıl işlem prosedürleri daha karmaşık olup, diğer yüksek sıcaklık alaşımlara uygulanan ısıl işlem proseslerine göre daha uzun sürmektedir. Bu tez çalışmasında, CMSX-4 yüksek sıcaklık süperalaşımların ısıl işlem proses parametreleri uygun ısıl işlem sıcaklık aralığı göz önüne alınarak çeşitli prosesler uygulanarak, mikro-yapısal analiz ve mekanik testlerle belirlenmiştir. Bu çalışmada, CMSX-4 süperalaşımına iki farklı ısıl işlem prosesi uygulanmıştır ve bu ısıl işlemlerin numune üzerinde gösterdiği morfolojik ve mekanik etkileri belirlenmiştir. Uygulanan standart ısıl işlem sonrası ötektik bölgelerin tamamen çözündüğü tespit edilmiş olup, uyarlanan ısıl işlem sonrasında ötektik fazların varlığı gözlenmiştir. Bu ısıl işlemler sonrasında γ ve γ' çözeltilerinin uygun boyutta dağılım gösterdiği belirlenmiştir. Yapılan mekanik testler sonucunda, oda sıcaklığı için uyarlanmış ısıl işlem uygulanmış malzemenin daha iyi dayanım gösterdiği belirlenmiştir. 982 °C sıcaklıkta yapılan testlerde numuneler, 1038 °C'de yapılan testlere nazaran daha düşük uzama göstermesine karşılık, daha yüksek dayanım gösterdiği belirlenmiştir. Gerilim-kopma test sonuçlarında standart ısıl işlem uygulanmış numunelerden daha iyi dayanım verileri elde edilmiştir. Sertlik deneyleri sonucunda, iki ısıl işlem uygulanmış numuneler arasında önemli bir farklılık gözlenmemiştir fakat standart ısıl işlem uygulanmış numunelerde daha iyi bir sertlik verileri elde edilmiştir. Uyarlanmış ısıl işlem sonrası yapıda bulunan ötektik bölgelerden alınan sonuçlar ile döküm hali numunelerinin ötektik bölgelerinden alınan sertlik değerleri arasında önemli bir farklılık gözlenmemiştir.
Özet (Çeviri)
Single crystal (SX) superalloys are widely used in the core engine parts of aircraft turbofan engines. Generically, CMSX-4 alloys are the most common SX alloys used in these turbofan engine blades due to their high temperature mechanical properties and thermal oxidation resistance. In these alloys, various refractory and rare earth elements which have low diffusion rates are used as an alloying element to enhance mechanical properties, corrosion resistance and creep properties. Hence, heat treatment processes are more complex and take more time than the usual heat treatment processes for other high-temperature alloys. In this thesis, the heat treatment process parameters for CMSX-4 high-temperature superalloys are subsequently determined by several processes, microstructural analysis, and mechanical tests. Two heat treatment processes are performed to observe the effects of eutectic regions in CMSX-4 superalloys. The eutectic regions are completely dissolved after the standard heat treatment (SHT) process, while these eutectic regions remain as undissolved after the modified heat treatment (MHT) process. The morphological and mechanical properties of CMSX-4 are determined for each heat treatment process applied to the specimens. SHT process, it is determined that the eutectic regions are completely dissolved after SHT process while undissolved γ/γ' eutectics are observed in MHT specimens. After the heat treatment processes, γ and γ' precipitates are distributed at the appropriate size. After mechanical tests, it is determined that the MHT specimens show higher resistance at room temperature. The tests at 982°C showed higher strength compared to the tests applied at 1038 °C. No significant difference is observed in terms of yield strengths of both heat-treated specimens at 982 °C. In comparison to the tensile test results, SHT specimens show higher strength in stress rupture tests than the MHT specimens. No significant difference is observed on hardness of specimens and the eutectic regions.
Benzer Tezler
- IN 738 LC microstructure optimization with heat treatment and simulation to improve mechanical properties of turbine blades
IN 738 LC türbin bıçaklarının mekanik özelliklerinin geliştirilmesi için ısıl işlem ve simülasyonla mikroyapı optimizasyonu
MUSTAFA TARIK BOYRAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MUHSİNE BİLGE İMER
- Akışla şekillendirme uygulanmış AA7075 kalite alüminyum alaşımının mekanik ve korozyon özelliklerine retrogresyon ve yeniden yaşlandırma işleminin etkisi
The effect of retrogression and reaging heat treatment on the mechanical and corrosion properties of a flow formed AA7075 aluminum alloy
EDA URAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Cu bazlı şekil hafızalı metallerin üretimindeki alaşım miktarlarının faz dönüşüm sıcaklıklarına etkisi ve karakterizasyonu
Effects of alloying quantities in the production of Cu-based shape memory metals on the phase transformation temperatures and characterization
İSKENDER ÖZKUL
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiAksaray ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ALDAŞ
- Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen ınconel 718 parçalarının üretim süreçlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi ve deneysel doğrulanması
Modeling of the production processes of inconel 718 parts produced by the selective laser melting method with the finite element method and experimental verification
NEDİM SUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA SAFA YILMAZ
- AZ91D magnezyum alaşımlarına Ni-B esaslı kaplamaların uygulanması ve özelliklerinin incelenmesi
Application of Ni-B based coating on AZ91Dmagnesium alloy and examination of itscharacteristics
KUBRA UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN