پديده تجزيه اسپينودال در سيستم آلياژي Ni-Al به كمك محاسبات ترموديناميك

بخش قابل توجهي از استحكام دماي بالاي سوپرآلياژهاي پايه نيكل ريختگي به تشكيل و توسعه ريزساختار منظم -نامنظم فازهاي γ/γʹ مربوط مي‌شود. از اين‌رو شناسايي مكانيزم تشكيل، مورفولوژي و فصل‌مشترك فازهاي γ و γʹ براي كنترل خواص مكانيكي سوپرآلياژهاي پايه نيكل بسيار حائز اهميت مي‌باشد. تشكيل رسوبات γʹ درون زمينه فاز γ عمدتاً با مكانيزم جوانه‌زني و رشد صورت مي‌گيرد. اخيراً مواردي از تشكيل رسوبات فاز γʹ با مكانيزم تجزيه اسپينودال در برخي از سوپرآلياژهاي پايه نيكل ريختگي گزارش شده است. در پژوهش حاضر وقوع پديده تجزيه اسپينودال از نقطه نظر ترمودينـاميكي در سيستم دوتايي NiAl (به عنوان يك مدل آلياژي ساده براي سوپرآلياژهاي پايه نيكل) مورد مطالعه قرار گرفته است. براي اين منظور سيستم آلياژي Ni-Al در قسمت غني از نيكل به وسيله روش CALPHAD مورد ارزيابي قرار گرفته و انرژي آزاد گيبس فازهاي γ و γʹ در اين سيستم آلياژي به كمك به كارگيري مدل دو زيرشبكه محاسبه شده است. با بررسي منحني انرژي آزاد گيبس در دماهاي مختلف احتمال وقوع پديده تجزيه اسپينودال، از نقطه نظر ترموديناميك مورد ارزيابي قرار گرفت. سپس با توجه به نتايج مدلسازي ترموديناميك، عمليات حرارتي مناسب براي آلياژ Ni-18Al (درصد اتمي) طراحي شده و به كمك آناليز سه‌بعدي توموگرافي اتمي مورد مشخصه‌يابي قرار گرفته است. با توجه به نتايج مدلسازي و بررسي‌هاي تجربي مشخص شد كه تشكيل رسوبات γ′ با مكانيزم تجزيه اسپينودال در شرايط فوق اشباع بالا در اين سيستم آلياژي امكان‌پذير مي‌باشد.