Θερμικά σοκ σε υπερκράμα νικελίου τύπου Haynes και συνακόλουθες μηχανικές ιδιότητες

Παπαδόπουλος, Πάρης; Papadopoulos, Paris

dc.contributor.author	Παπαδόπουλος, Πάρης	el
dc.contributor.author	Papadopoulos, Paris	en
dc.date.accessioned	2019-10-17T11:50:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49306
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17004
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Φυσική μεταλλουργία	el
dc.subject	Βιομηχανικά κράματα	el
dc.subject	Μεταλλογνωσία	el
dc.subject	Υπερκράματα Ni	el
dc.subject	Θερμικά σοκ	el
dc.subject	Thermal shocks	en
dc.subject	Physical metallurgy	el
dc.subject	Haynes	el
dc.subject	Haynes 282	el
dc.subject	Ni superalloys	el
dc.title	Θερμικά σοκ σε υπερκράμα νικελίου τύπου Haynes και συνακόλουθες μηχανικές ιδιότητες	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιομηχανικά κράματα	el
heal.dateAvailable	2020-10-16T21:00:00Z
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-18
heal.abstract	Η εργασία αυτή πραγματεύεται τoν χαρακτηρισμό της μικροδομής και την μελέτη των μετασχηματισμών φάσεων σε δοκίμια υπερκράματος νικελίου τύπου Haynes 282, έπειτα από υποβολή του υλικού σε επαναλαμβανόμενες δοκιμές θερμικών αιφνιδιασμών. Πιο συγκεκριμένα, δοκίμια τύπου Haynes 282 υποβάλλονται σε θερμικούς κύκλους που περιλαμβάνουν θέρμανση του υλικού σε θερμοκρασίες 900οC, 1000o C, 1100ο C για 50, 100, 150 θερμικούς κύκλους με διάρκεια 2 ωρών έκαστος και απόψυξη στον αέρα. Για τον χαρακτηρισμό της τελικής μικροδομής των δοκιμίων χρησιμοποιούνται σύγχρονες τεχνικές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, ενώ για την αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων τους, τα δοκίμια υποβάλλονται σε δοκιμές σκληρομέτρησης. Τα υπερκράματα νικελίου είναι πολυκραματικά και πολυφασικά μεταλλικά υλικά, τα οποία διαθέτουν υψηλή μηχανική αντοχή και εξαιρετική αντίσταση στην διάβρωση και την οξείδωση υψηλών θερμοκρασιών. Χαρακτηρίζονται δε, από την ικανότητα τους να διατηρούν τις ιδιότητες τους σε απαιτητικές συνθήκες λειτουργίας και παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή σε κόπωση και ερπυσμό [1]. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά, απόρροια του ακριβή σχεδιασμού της χημικής σύστασής τους, μέσω κατάλληλων κραματικών προσθηκών, έχουν κάνει τα υπερκράματα νικελίου να κυριαρχήσουν σε απαιτητικές εφαρμογές, όπως είναι αυτές της αεροναυπηγικής, της χημικής και πετροχημικής βιομηχανίας, όπου οι συνθήκες είναι εξαιρετικά απαιτητικές για την χρήση άλλων υλικών. Το υλικό που μελετήθηκε είναι το Haynes 282, ένα υπερκράμα Νικελίου σκληρυνόμενο με κατακρήμνιση της γ’ ενδομεταλλικής φάσης ( Ni3(Al,Ti) ), το οποίο χρησιμοποιείται στα θερμά μέρη του κινητήρα ενός μαχητικού ή συμβατικού αεροσκάφους, στην πετροχημική βιομηχανία και στις εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας, όπου απαιτείται συνδυασμός υψηλής μηχανικής αντοχής και αντοχής στην διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Το Haynes 282 έχει μικρότερη περιεκτικότητα σε Al και Ti από άλλα παρόμοια κράματα Ni, με αποτέλεσμα το τελικό ποσοστό της ενδομεταλλικής φάσης γ’ να είναι λιγότερο στην τελική μικροδομή, γεγονός που διευκολύνει την συγκολλησιμότητα και την διαμορφωσιμότητα του. Ο σκοπός της εργασίας, είναι να αξιολογηθεί η θερμική σταθερότητα της μικροδομής του Haynes 282 μέσω της διεξαγωγής επαναλαμβανόμενων θερμικών αιφνιδιασμών (thermal shocks) σε υψηλές θερμοκρασίες, με στόχο την προσομοίωση των συνθηκών λειτουργίας του Haynes 282 ως υλικό κατασκευής των θερμών τμημάτων των κινητήρων και αεροσκαφών. Συγκεκριμένα, οι θερμικές κατεργασίες πραγματοποιούνται στους 900ο C, 1000o C, 1100o C για 50, 100 και 150 κύκλους για κάθε θερμοκρασία και με χρόνο παραμονής 2 ωρών. Ακολουθεί απόψυξη των υπό μελέτη δοκιμίων στον αέρα. Ο χαρακτηρισμός των λαμβανομένων μικροδομών επιτυγχάνεται με χρήση Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (S.E.M). Τέλος, πραγματοποιούνται σκληρομετρήσεις κατά Vickers με σκοπό την αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού και τη συσχέτιση της σκληρότητας με τη μικροδομή.	el
heal.abstract	This study is about the characterization of microstructure and the phase transformations that occur in a Haynes 282 Ni based superalloy, after its submission to repeated thermal shock trials. More specifically, Haynes 282 specimen are submitted in thermal cycles that include, heating of the material at 900o C, 1000o C, 1100o C for 50, 100, 150 thermal cycles, with the duration of each cycle being 2 hours. The specimen are air cooled to room temperature. Modern electronic microscopy methods are used for the characterization of the microstructure of all specimen. Also, the material’s hardness is measured by hardness test trials. Ni superalloys are a class of multi-alloyed and multi-phase corrosion resistant materials that possess great strength even at elevated temperatures that are close to their melting point. They are used mainly in USC-A applications due to their ability to retain their strength and great creep properties, even after prolonged time in high temperatures. Superalloys are dominating the market of aerospace and chemical industries in applications where the use of another materials is extremely difficult. The investigated material is Haynes 282, a wrought gamma prime strengthened Ni based superalloy that possess great mechanical strength and anti-corrosion properties at elevated temperatures. Its unique chemical composition contains smaller amount of Al and Ti, compared with similar superalloys of its class. This fact leads to better welding and hot working of Haynes 282. The aim of this study is to evaluate thermal stability of Haynes 282 after a repeated series of high temperature thermal cycles, that simulate in a way the operating conditions of a jet gas turbine hot component. The above procedure consists of, 50, 100, 150 heating cycles that include heating of the material at 900o C, 1000o C and 1100o C for 2 hours and then air cooling at room temperature. The study of the specimen microstructure was conducted with use of Scan Electronic Microscopy (S.E.M). Finally, macro-hardness Vickers test trials were conducted to evaluate the hardness of the material.	en
heal.advisorName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.
heal.fullTextAvailability	true