تحليل تجربي استحكام سوپرآلياژ پايه نيكلRene-80 پوشش‌دار

Experimental analysis of strength of coated nickel base superalloy Rene-80

در اين مقاله، تحليل استحكام استاتيكي سوپرآلياژ Rene-80 در دو حالت بدون پوشش و پوشش‌دار بصورت تجربي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. سوپرآلياژ پايه نيكل Rene-80 به طور گسترده‌اي در ساخت پره‌هاي توربين هواپيما استفاده مي‌شود. دماي كاري اين سوپرآلياژ در محدوده 760–982 درجه سانتي‌گراد است. اگرچه اين سوپرآلياژ از خواص مكانيكي خوب و حفاظت قابل قبول در برابر اكسيداسيون و خوردگي داغ برخوردار است، به منظور افزايش مقاومت آن در برابر عواملي تخريب سطحي چون اكسيداسيون، خوردگي داغ و فرسايش در دماي بالا، پوشش داده مي‌شود. در اين مقاله پوشش‌هاي آلومينايدي نفوذي با دو روش جداگانه نفوذي-پودري و نفوذي-دوغابي به ترتيب با نام تجاري Codep-B و دوغابي IP1041 بر اين سوپرآلياژ اعمال مي‌شود و تأثير اين پوشش‌ها بر خواص كششي سوپرآلياژ پايه نيكل Rene-80 در محدوده دماي 25-982 درجه سانتي‌گراد مورد بررسي قرار مي‌گيرد. بدين منظور، نمونه‌هاي مطابق با استاندارد ASTM-E8 توليد و بعد از پوشش‌دهي (با دو روش ذكر شده) به همراه نمونه‌هاي بدون پوشش تحت آزمون كشش مطابق با استاندارد ASTM-E21 قرار مي‌گيرند. نتايج تحقيق حاضر نشان مي‌دهد كه در دماهاي كاري پايين، نمونه‌هاي بدون پوشش داراي استحكام كششي بهتري نسبت به نمونه‌هاي پوشش‌دار است، ولي اين رفتار در دماهاي كاري بالا برعكس مي‌شود كه اين رفتار اهميت استفاده از پوشش‌دهي سوپرآلياژ پايه نيكل را براي كاربردهاي دما بالا مشخص مي‌سازد. هم‌چنين مدل با پوشش نفوذي- دوغابي در دماي كاري بالا داراي استحكام تسليم و نهايي بهتري نسبت به پوشش نفوذي- پودري است.

In this paper, static strength analysis of superalloy Rene-80 is studied experimentally in both of the coated and uncoated cases. Superalloy Rene-80 is widely used in manufacturing aircraft turbine blades. The service temperature of this alloy is in the range of 760–982 °C. Although this superalloy has good mechanical properties and acceptable protection against oxidation and hot corrosion, it is coated to improve its resistance to surface degradation factors such as oxidation, hot corrosion and erosion at high temperatures. In this paper, penetrating aluminide coatings were applied to this superalloy with two separate methods of penetration-powder and penetration-slurry, respectively, under the brand names Codep-B and IP1041slurry, respectively and the effect of these coatings on the tensile properties of Rene-80 under ehe temperature range of 25-982 ° C was investigated. For this purpose, the samples according to ASTM-E8 standard are produced and after coating (the two methods mentioned above) along with uncoated samples are carried out a tensile testing in accordance with the ASTM-E21 standard. The results of the present study showed that at low operating temperatures, uncoated samples have better tensile strength than coated samples, but this behavior is reversed at high operating temperatures, which indicates the importance of using nickel-based superalloy coatings for extreme heat environments. Also, the model with IP1041slurry coating at high operating temperature has better yield and ultimate strengths than powder penetration coating.