Abstract
The microstructural response of directionally solidified René 80 (DS René 80) superalloy to gas-tungsten-arc (GTA) welding was investigated. Rapid heating during welding resulted in a significant grain-boundary liquation of solid-state reaction product γ′ precipitates, intergranular elemental segregation induced M5B3 borides, and secondary solidification constituents MC carbides and sulfocarbides, which were all present in the preweld heat-treated alloy. Liquation of these particles embrittled the grain boundaries in the heat-affected zone (HAZ) and caused microfissuring along the liquated grain boundaries. Nevertheless, contrary to the generally observed increase in HAZ cracking in superalloys with an increase in Ti and Al concentration, due to increase in the alloy’s hardness, significantly reduced cracking was observed in DS René 80 compared to the conventionally cast IN738 welded under the same conditions, despite its hardness being higher than that of IN738. This was related to the nature of base-metal grain- boundary intersections at the fusion-zone boundary in these materials
چکیده
ریزساختار حاصل از انجماد جهت دار سوپرآلیاژ Rene 80 (DS) توسط روش جوشکاری قوسی گاز تنگستن (GTA) مورد بررسی قرارگرفت. گرمایش سریع حین جوشکاری منجر به ذوب شدن مقدار قابل توجهی از مرز دانه ها به وسیله انجماد نیمه جامد محصولات واکنش γ′ شده و جدایش عنصری بین دانه ای بوراید های 3M5B و کاربیدهای ثانویه MC و سولفوکاربیدها رخ داده است که همه این محصولات در آلیاژ پیش گرم شده (توسط جوشکاری) حضور داشتند. ذوب شدن این ذرات، مرزدانه هایموجود در ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) را ترد کرده و باعث ترک خوردگی در امتداد مرزدانه های ذوب شده گردیده است. با این حال، علی رغم افزایش ترک خوردگی منطقه HAZ سوپرآلیاژ با افزایش مقادیر عناصر تیتانیوم و آلومینیوم، به علت افزایش سختی آلیاژ، ترک خوردگی آلیاژRene 80 در مقایسه با آلیاژ جوشکاری شده ریخته In 738 تحت شرایط یکسان بیشتر بوده است. درحالی که سختی اش از IN738 بیشتر است. این امر مربوط به ماهیت مقاطع عرضی مرزدانه های فلز پایه در مرز ذوبی این مواد می باشد.
1-مقدمه
Rene 80 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل ریخته شده و رسوب سخت شده است که به صورت عمده برای تولید تیغه ها و پره های توربین گازی بزرگ جهت تولید برق استفاده می شود. این آلیاژ برای تحمل دمای سرویس کمتر از 980 طراحی گردیده است. آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی گرم بسیار خوبی بوده و هم چنین پایداری حرارتی و استحکام دما بالای مناسبی به علت حضور ذرات رسوبی γ′ دارد....