بررسی تأثیر میدان مغناطیسی خارجی بر ریزساختار و رفتار سایشی سوپرآلیاژ IN738 در فرآیند ذوب مجدد سطحی لیزری

مرتضی طاهری¹ فرهاد مشاط زادگان² مهدی خلخالی³ امیرحسین ابوترابی ثانی⁴ امیرحسین لشکری⁵ یحیی رحمان⁶

1) دکتری مواد و متالورژی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، پژوهشکده مواد پیشرفته و فناوری های نوین، تهران، ایران
2) کارشناسی ارشد ساخت و تولید، اداره کل اموزش و پرورش استان قزوین، ناحیه 1، هنرستان فنی شهید دکتر مصطفی چمران، قزوین، ایران
3) دانشجوی کارشناسی ارشد متالورژی، اداره کل اموزش و پرورش استان قزوین، ناحیه 1، هنرستان فنی شهید دکتر مصطفی چمران، قزوین، ایران
4) کارشناسی ارشد متالورژی، اداره کل اموزش و پرورش استان قزوین، ناحیه 1، هنرستان فنی شهید دکتر مصطفی چمران، قزوین، ایران
5) دانشجوی دکتری متالورژی، اداره کل اموزش و پرورش استان قزوین، ناحیه 1، هنرستان فنی شهید دکتر مصطفی چمران، قزوین، ایران
6) کارشناسی متالورژی، اداره کل اموزش و پرورش استان قزوین، ناحیه 1، هنرستان فنی شهید دکتر مصطفی چمران، قزوین، ایران

کد IOI مقاله : AAHE-ACZCHZ
محل انتشار : کنفرانس ملی فناوری های عمران، طراحی و ساخت، انرژی، مواد و ماشین آلات پیشرفته(icaeu.ir)
چکیده :
    سوپرآلیاژهای پایه‌نیکل مانند IN738 به دلیل خواص مطلوب در دماهای بالا، به‌طور گسترده در ساخت پره‌های توربین گازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، نواحی حساس پره، به‌ویژه لبه‌ها، در شرایط کاری تحت تأثیر سایش و تخریب سطحی قرار گرفته و به دلیل پیچیدگی هندسی، پوشش‌دهی یکنواخت آن‌ها با محدودیت‌هایی همراه است. در این پژوهش، اثر اعمال میدان مغناطیسی خارجی بر رفتار ذوب مجدد سطحی لیزری سوپرآلیاژ IN738 با هدف بهبود خواص مکانیکی و مقاومت سایشی سطح بررسی شد. فرآیند ذوب مجدد لیزری با پارامترهای بهینه انجام شد و تأثیر میدان مغناطیسی بر تغییرات ریزساختاری، سختی و رفتار تریبولوژیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی با تأثیر بر جریان مذاب و شرایط انجماد، موجب افزایش تشکیل دانه‌های هم‌محور، کاهش ساختارهای ستونی و ایجاد ریزساختاری یکنواخت‌تر شد. همچنین، سختی متوسط نمونه از حدود 368 HV در زیرلایه اولیه به 590 HV پس از ذوب مجدد لیزری افزایش یافت و اعمال میدان مغناطیسی این مقدار را به حدود 721 HV رساند. بهبود سختی و اصلاح ریزساختار موجب کاهش ضریب اصطکاک و نرخ سایش شد، به‌طوری‌که نمونه تحت میدان مغناطیسی کمترین آسیب سطحی، شیارهای کم‌عمق‌تر و حجم سایش پایین‌تری را نشان داد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که ترکیب میدان مغناطیسی با فرآیند ذوب مجدد سطحی لیزری می‌تواند روشی مؤثر برای بهبود عملکرد سطحی سوپرآلیاژ IN738 و افزایش عمر کاری قطعات حساس توربین باشد.

کلمات کلیدی : سوپرآلیاژ in738 ذوب مجدد سطحی لیزری میدان مغناطیسی ریزساختار سختی سایش پره توربین