Παραμετροποίηση θερμικών κατεργασιών στο υπερκράμα νικελίου HAYNES 282® και μελέτη της συνεπακόλουθης επίδρασης στη διαμόρφωση της μικροδομής και των μηχανικών ιδιοτήτων

Καρανδρέας, Νικόλαος; Karandreas, Nikolaos

dc.contributor.author	Καρανδρέας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Karandreas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2024-06-21T09:37:42Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59758
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27454
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	Υπερκράματα νικελίου	el
dc.title	Παραμετροποίηση θερμικών κατεργασιών στο υπερκράμα νικελίου HAYNES 282® και μελέτη της συνεπακόλουθης επίδρασης στη διαμόρφωση της μικροδομής και των μηχανικών ιδιοτήτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φυσική Μεταλλουργία	el
heal.dateAvailable	2025-06-20T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-03-07
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται ο χαρακτηρισμός, μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, και η σύγκριση της μικροδομής δοκιμίων υπερκράματος νικελίου που έχουν υποστεί διαφορετικές θερμικές κατεργασίες. Το εξεταζόμενο υπερκράμα είναι το Haynes 282. Πιο συγκεκριμένα, οι θερμικές κατεργασίες που έχουν υποστεί τα δοκίμια μπορούν να διακριθούν σε τρείς κατηγορίες. Αρχικά, ως μέτρο σύγκρισης των αποτελεσμάτων ένα δοκίμιο υποβλήθηκε στην πρότυπη θερμική κατεργασία της Haynes International, η οποία αποτελείται από θερμική κατεργασία ομογενοποιήσης στους 1140οC για δυο ώρες και στην συνέχεια απόψυξη με βαφή στο νερό και έπειτα γήρανση δυο σταδίων, αρχικά στους 1010οC για 2 ώρες και στην συνέχεια στους 788οC για 8 ώρες, ακολουθούμενα από απόψυξη στον αέρα. Ακόμα, τρία δοκίμια υποβλήθηκαν μόνο στην θερμική κατεργασία ομογενοποιήσης στους 1140οC και στην συνέχεια υπέστησαν διαφορετικούς ρυθμούς απόψυξης: βαφή στο νερό (WQ), απόψυξη στον αέρα (AC) και απόψυξη στον φούρνο (FC). Τέλος, δεκαέξι δοκίμια υποβλήθηκαν σε θερμική κατεργασία ομογενοποιήσης στους 1140οC με AC ή FC και έπειτα θερμικές κατεργασίες γήρανσης ενός σταδίου στις θερμοκρασίες των 750, 800, 850 και 900οC για 4 ή 8 ώρες με απόψυξη στον αέρα. Ο χαρακτηρισμός και η παρατήρηση της μικροδομής των δοκιμίων πραγματοποιείται μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM), Φασματομετρίας Ακτίνων-Χ (EDS) και Περιθλασιμετρίας Ακτίνων-Χ (XRD). Για την αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων των δοκιμίων και την συσχέτιση τους με την προκύπτουσα μικροδομή πραγματοποιείται σκληρομέτρηση κατά Vickers. Τα υπερκράματα νικελίου είναι πολυκραματικά και πολυφασικά μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική βιομηχανία και την βιομηχανία παραγωγής ενέργειας λόγω των εξαιρετικών τους ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζουν υψηλή μηχανική αντοχή, υψηλή αντοχή στην κόπωση, τον ερπυσμό την διάβρωση και την οξείδωση σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Παράλληλα έχουν ικανοποιητική διαμορφωσιμότητα και συγκολλησιμότητα. Η κύρια χρήση τους εντοπίζεται σε θερμά τμήματα αεροστροβίλων. Για την επίτευξη των ιδιοτήτων αυτών, στα υπερκράματα αξιοποιούνται μηχανισμοί σκλήρωσης, όπως η σκλήρωση μέσω στερεού διαλύματος, η σκλήρωση μέσω κατακρήμνισης φάσεων και η σκλήρωση μέσω διασποράς οξειδίων. Πιο συγκεκριμένα, το Haynes 282 που μελετάται στην εργασία αυτή είναι ένα σύγχρονο υπερκράμα νικελίου που αναπτύχθηκε το 2005 από την εταιρία Haynes International. O κύριος μηχανισμός σκλήρωσης του είναι μέσω της κατακρήμνισης φάσεων, κυρίως μέσω της γ’ φάσης αλλά και μέσω της κατακρήμνισης καρβιδίων.	el
heal.abstract	In this thesis, the characterization, by electron microscopy, and the comparison of the microstructure of nickel superalloy specimens subjected to different heat treatments is carried out. The superalloy considered is Haynes 282. More specifically, the heat treatments that the samples have undergone can be divided into three categories. Firstly, as a measure to compare the results, one specimen was subjected to the Haynes International standard heat treatment, which consists of a homogenization heat treatment at 1140°C for two hours followed by water quenching (WQ) and then two-stage aging, first at 1010°C for 2 hours and then at 788°C for 8 hours, followed by air cooling (AC). Still, three specimens were subjected only to the homogenization heat treatment at 1140oC and then subjected to different cooling rates: water quenching (WQ), air cooling (AC) and furnace cooling (FC). Finally, sixteen specimens were subjected to homogenization heat treatments at 1140oC with AC or FC and then one-stage aging heat treatments at temperatures of 750, 800, 850 and 900oC for 4 or 8 hours followed by air cooling. The characterization and observation of the microstructure of the specimens is performed by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Spectrometry (EDS) and X-ray Diffraction (XRD). To evaluate the mechanical properties of the specimens and their correlation with the resulting microstructure, Vickers hardness test is performed. Nickel superalloys are multi-alloy and multiphase metallic materials widely used in the aerospace and power generation industries due to their excellent properties at high temperatures. They exhibit high mechanical strength and high resistance to fatigue, creep, corrosion and oxidation at very high temperatures. At the same time, they have good formability and weldability. Their main use is in in components used in turbines hot section. To achieve these properties, superalloys exploit hardening mechanisms such as solid solution hardening precipitation hardening and oxide dispersion hardening. More specifically, Haynes 282 studied in this paper is a modern nickel superalloy developed in 2005 by Haynes International. Its main strengthening mechanism is precipitation hardening, mainly through γ’ phase but also through carbide precipitation.	en
heal.advisorName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Πέτρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	167 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false