پروژه مروری بر سوپرآلیاژها تاریخچه، خواص، متالورژی و کاربرد در دماهای بالا

خلاصه ای از پروژه:

سوپرآلیاژها، مواد مهندسی پیشرفته، به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بالا، جایگزینی برای فولادهای زنگ نزن در شرایط سخت هستند. این مواد، شامل آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن-نیکل و پایه کبالت، در دماهای بالاتر از 540 درجه سانتیگراد کاربرد دارند و در صنایع مختلفی که نیاز به عملکرد در دماهای بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

توسعه سوپرآلیاژها با نیاز به مواد مقاوم‌تر در برابر خوردگی و استحکام بالاتر در دماهای بالا آغاز شد. در ابتدا، فولادهای زنگ نزن به عنوان راه حلی برای این نیازها مورد استفاده قرار گرفتند، اما محدودیت‌های استحکام آن‌ها در دماهای بالا باعث شد تا سوپرآلیاژها به عنوان جایگزینی مناسب‌تر توسعه یابند. با شروع جنگ جهانی دوم، نیاز به توربین‌های گازی قوی‌تر، انگیزه بیشتری برای توسعه و کاربرد این آلیاژها ایجاد کرد.

سوپرآلیاژها با ترکیبات شیمیایی مختلف، خواص متفاوتی دارند. آلیاژهای پایه آهن-نیکل معمولاً به صورت کار شده و آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت می‌توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند. خواص این مواد را می‌توان با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیندهای تولید، از جمله عملیات حرارتی، کنترل کرد تا استحکام مکانیکی بسیار عالی در محصول نهایی به دست آید.

استحکام فلزات در دماهای بالا باید بر اساس زمان اندازه‌گیری شود، زیرا پدیده خزش در این دماها اهمیت پیدا می‌کند. خزش، ازدیاد طول وابسته به زمان تحت بار ثابت است که می‌تواند منجر به شکست قطعه شود. بنابراین، برای ارزیابی عملکرد فلز در دماهای بالا، باید استحکام‌های تسلیم، نهایی، خزش، گسیختگی و خستگی را در نظر گرفت.

سوپرآلیاژها معمولاً دارای ساختار بلوری مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. این ساختار، قابلیت انحلال وسیعی برای عناصر آلیاژی دارد و امکان ایجاد فازهای استحکام دهنده را فراهم می‌کند. مقاومت به خوردگی این مواد نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده و محیط بستگی دارد. دماهای ذوب سوپرآلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است و به طور کلی، آلیاژهای پایه کبالت دمای ذوب بالاتری نسبت به آلیاژهای پایه نیکل دارند.

به دنبال پروژه‌های دانشجویی برتر در زمینه سوپرآلیاژها هستید؟ با دانلود آسان پروژه‌های آماده برای استفاده، گامی بلند در جهت موفقیت تحصیلی خود بردارید!

عناوین و فهرست کلی پروژه:

عنوان: خواص سوپرآلیاژها و مقاومت آنها در برابر خوردگی**

**فصل اول: سوپرآلیاژها در دمای بالا**

* 1-1- نحوه و زمان استفاده از این فصل
* 1-2- تاریخچه
* 1-3- معرفی و به کارگیری سوپرآلیاژها
* 1-3- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
* 1-4- اصول متالورژی سوپرآلیاژها
* 1-5- بعضی از ویژگی‌ها و خواص سوپرآلیاژها
* 1-6- کاربردها
* 1-8- موضوعات ارائه شده در این کتاب

**فصل دوم: انتخاب سوپرآلیاژها**

* 2-1- مرور
* 1- کلیات
* 2- شکل سوپرآلیاژها
* 3- دمای کاری سوپرآلیاژها
* 2-2- مقایسه سوپرآلیاژهای ریخته و کار شده
* 1- سوپرآلیاژهای کار شده
* 2- سوپرآلیاژهای ریخته
* 2-3- خواص سوپرآلیاژها
* 1- کلیات
* 2- سوپرآلیاژهای پیشرفته
* 3- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها
* 4- خواص فیزیکی و چگالی
* 2-4- انتخاب سوپرآلیاژها
* 1- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط
* 2- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا
* 3- یک مثال از دیسک‌های توربین گاز

**فصل سوم: متالورژی سوپرآلیاژها**

* 3-1- گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها
* 1- گروه‌های سوپرآلیاژها
* 2- ساختار بلوری
* 3- فاز در سوپرآلیاژها
* 3-2- مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی
* 1- سوپرآلیاژهای پایه آهن-نیکل
* 2- سوپرآلیاژهای پایه نیکل
* 3- سوپرآلیاژهای پایه کبالت
* 3-3- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها
* 1- مقدمه
* 2- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها
* 3- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها
* 4- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد
* 5- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها
* 6- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون
* 7- خلاصه عناصر آلیاژی
* 3-4- ریزساختارها
* 1- مقدمه
* 2- خلاصه فازها در سوپرآلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن-نیکل
* 3- نحوه تغییر ریزساختارها
* 4- نمونه ریزساختارها
* 3-5- استحکام دهی سوپرآلیاژها
* 1- رسوب‌ها و استحکام
* 2- فاز γ’
* 3- فاز γ”
* 4- کاربیدها
* 5- کاربیدهای M7C3
* 6- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن)
* 3-6- تاثیر فرآیند بر بهبود ریزساختار
* 1- مقدمه
* 2- فرآیند و ریزساختار

**فصل چهارم: ذوب و تبدیل**

* 4-1- انجماد سوپرآلیاژها
* 1- مقدمه
* 2- تشکیل مغزه
* 3- شرایط تشکیل مغزه
* 4-2- مروری بر کوره قوس الکتریکی (EAF) / کربن‌زدایی با اکسیژن و آرگن (AOD)
* 1- مقدمه
* 2- تشریح فرآیند EAF/AOD
* 4-3- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD)
* 1- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ
* 2- بارگذاری EAF
* 3- کوره قوس الکتریک
* 4- تانک AOD
* 5- پاتیل ریخته‌گری
* 4-4- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM)
* 1- مقدمه
* 2- تشریح فرآیند VIM
* 4-5- عملیات ذوب القایی در خلاء
* 1- عملیات ذوب القایی در خلاء
* 2- کوره القائی تحت خلاء
* 3- سیستم‌های ریخته‌گری
* 4- عملیات ذوب القایی در خلاء
* 4-6- مروری بر ذوب مجدد
* 1- مقدمه
* 2- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR)
* 3- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR)
* 4-7- کیفیت الکترود
* 1- ترکیب شیمیایی
* 2- تمیزی
* 3- مک
* 4- ترک
* 4-8- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی
* 1- کوره VAR
* 2- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی
* 3- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی
* 4- کنترل مواد غیر عادی در فرآیند VAR
* 5- جزئیات حوضچه مذاب فرآیند VAR
* 4-9- عیوب ناشی از ذوب در VAR
* 1- نقاط سفید منفرد
* 2- انجماد نقاط سفید
* 4-10- عملیات ذوب مجدد با سرباره الکتریکی (ESR)
* 1- کوره ESR
* 2- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی
* 3- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی
* 4- انتخاب سرباره
* 5- جزئیات حوضچه مذاب فرآیند ESR
* 4-11- عیوب ناشی از ذوب در ESR
* 1- مقدمه
* 2- جدایش مثبت
* 3- سطح شمش ذوب مجدد شده با سرباره الکتریکی
* 4-12- محصولات ذوب سه مرحله‌ای
* 1- مقدمه
* 2- ‏فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش
* 4-13- تبدیل شمش و محصولات نورد
* 1- مقدمه
* 2- همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها
* 3- آهنگری محصول نیمه تمام
* 4- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718
* 5- اکستروژن
* 6- نورد
* 7- دسترسی به محصولات نورد