توضیحات
چکیده
سوپر آلياژ پايه نيكل Nimonic 80Aه به سبب استحكام دماي بالا وخواص خزشي مناسـب بطـور گـسترده اي در كاربردهاي دماي بالا مورد استفاده قـرار مـيگيـرد. در ايـن تحقيـق شكـست خزشـي مـرز دانـه اي تعدادي از پيچ هاي مورد اسـتفاده در اتـصال رينگ هـاي عبـور هـوا بـه سـقف محفظـة احتـراق در يكـي از واحدهاي نيروگاهي كشور، كه پس از بروز حادثهاي در واحد، شناسايي و خارج گرديدند، مورد بررسي قرار ميگيرد. روشهاي متنوعي شامل كوانتومتري، متـالوگرافي، سـختي سـنجي، شكـست نگـاري جهـت تحليل شكست پيچ ها مورد استفاده قرار گرفتند. بر اساس نتايج بدست آمده بالا بودن سطح تنش در اولين رزوة پيچ ها موجب شكست خزشي مرز دانه اي از طريق تشكيل ترك هاي نوع wگرديـده، لـيكن بـا دور شدن از رزوه اول در طول پيچ و كاهش تنش، آسيب خزشي عمدتا به صورت تشكيل حفره هـاي نـوع r در زير سطح شكست اصلي بروز نموده است. نتايج فوق براساس مشاهدات ساختاري در پيچ هاي آسـيب ديده و نمودار مكانيزمهاي شكست آلياژ Nimonic 80Aمورد ارزيابي قرار داده شده است.
مقدمه
آلياژهاي سري Nimonicكه از زير مجموعة سوپر آلياژهاي پايه نيكل هستند از سال 1940ميلادي جهت كاربردهاي دماي بالا توسعه يافتند و در قطعات داغ توربين مانند پره هاي روتور توربين گازي، ديسك هاي توربين، و شفتهاي رابط مورد استفاده قرار گرفتند. آلياژ Nimonic 80Aيكي از اولين سوپر آلياژهاي پايه نيكل است كه از طريق افزودن عناصري همچون Alو ،Tiدر طي عمليات حرارتي با رسوبگذاري فاز ′ [Ni3 (AlTi) ] γاستحكام دهي ميشود كه اين رسوبات بواسطة ايجادموانع مستحكم در برابر حركت نابجاييها باعث افزايش استحكام دماي بالا و مقاومت خزشي ميشود.سوپر آلياژها از ربع دوم قرن 20به عنوان مواد قابل اطمينان در دماهاي بالا مورد استفاده قرار گرفتند. در اين ميان سوپر آلياژهاي پايه نيكل به صورت گستردهتري كاربرد يافتهاند. كاربرد كلاسيك هستند، بدليل مقاومت بالاي آنها در دماي بالا، تنشهاي بالا و محيط هاي خورنده، در پره روتور توربينهاي گازي مي باشد. بدليل افزايش دماي كار توربين هاي گازي، آلياژهاي پايه نيكل جايگزين آلياژهاي فولادي استفاده شده در ديسك هاي توربين و شفتهاي رابط شده .ندا امروزه سوپرآلياژ Nimonic 80Aدر كاربردهايي كه نياز به اتصال مكانيكي قطعات دماي بالا توسط اتصال دهنده هاي رزوه شده باشد يكي از بهترين گزينه ها تلقي شده و در پيچ هاي دماي بالا مانند پيچ هاي نگهدارندة رينگ هاي عبور هوا در محفظة احتراق توربين هاي گازي به صورت گستردهاي مورد استفاده قرار ميگيرد.
ABSTRACT
Nimonic 80A nickel base superalloy is used extensively in high temperature applications due to its high temperature and creep strength. In this study, the grain boundary creep failure of a number of screws used for connecting the air-to-air rings to the roof of the combustion chamber in one of the country’s power plants, identified and disposed of after an incident in the unit, is investigated. Varied methods including quantum, metallography, hardness, fracture analysis were used for screw failure analysis. Based on the results obtained, the high stress level in the first screw thread caused the creep failure of the grain boundary through the formation of w type cracks, but with the removal of the first thread along the screw and tension reduction, the creep injury mainly consists of the formation of cavities The type r appears below the main defect level. The results have been evaluated based on structural observations on damaged screws and a diagram of the failures mechanisms of the Nimonic 80A alloy.
INTRODUCTION
Nimonic series alloys, which are made from a base of nickel base super alloys, have been developed for high temperature applications since 1940 and were used in hot turbine parts such as turbine rotor blades, turbine rotors, and interface shafts. Nimonic 80A is one of the first super nickel base alloys to be strengthened by adding elements such as Al and Ti during heat treatment with the phase deposition of Ni3 (AlTi) γ. These deposits, by increasing the strength of the high temperature, make them strong against the movement of dislocations. And creep resistance. Superior alloys were used from the second quarter of the 20th century as reliable materials at high temperatures. Among them, Nickel base super nickel alloys have been widely used. Classical applications are in the turbine rotor pre-rotor due to their high resistance to high temperatures, high stresses and corrosive environments. Due to the increased work temperature of the turbines, nickel base alloys are replaced by steel alloys used in turbine discs and interfacial shafts. Today, the Nimonic 80A Superalloy in applications requiring mechanical connection of high temperature parts by threaded connectors is one of the best options. And are used extensively in high-temperature screws, such as the screw holders of the air passages in the combustion chamber of the gas turbines.
Year: 2007
Publisher : 11th National Congress of metallurgy of Iran
By : Peyman Samimi, Hasan Farhangi
File Information: persian Language/ 10 Page / size: 1,15 KB
سال : 1386
ناشر : يازدهمين كنگره ملي مهندسين متالورژی ايران
کاری از : پيمان صميمي ،حسن فرهنگي
اطلاعات فایل : زبان فارسی / 10 صفحه / حجم : KB 1,15
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.