Hårdhetsförändring vid Värmebehandling av Haynes® 282®
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Bachelor Thesis
Bachelor Thesis
Program
Publicerad
2012
Författare
Denzler, Anton
Gruber, Hans
Henrikson, Jonas
Solbreck, Manne
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
En superlegering är en legering som används vid höga temperaturer utan att dess mekaniska egenskaper försämras. Det typiska användningsområdet för superlegeringar är i de varma delarna av en gasturbin där det ställs höga krav på hållfasthet och motstånd mot kryp. Vid detaljtillverkning ställs krav på formbarhet och svetsbarhet för att på ett kostnadseffektivt sätt kunna producera detaljer med god kvalité. Det är i huvudsak tre härdningsmekanismer som bidrar till att uppnå materialets goda mekaniska egenskaper; utskiljningshärdning, lösningshärdning och korngränshärdning. Det är utskiljningen av den metastabilafasen γ´ som är den mest bidragande faktorn till hårdhetsökningen vid värmebehandling av nickelbaserade superlegeringar. Haynes® 282® är en nyutvecklad nickelbaserad superlegering som presenterades av företaget Haynes International, Inc. år 2005. Eftersom Haynes® 282® är ett relativt nyutvecklat material saknas information som behövs för att kunna värmebehandla komponenter till önskade mekaniska egenskaper. Vi undersöker därför förändring av materialets hårdhet efter värmebehandlingar vid olika temperaturer och hålltider. Hårdhetsmätningarna ska ge en uppfattning om hur mikrostrukturen förändras under värmebehandling. Eftersom utskiljning av γ´ visar sig vara den främsta bidragande faktorn till hårdhetsökning är mätning av hårdhet ett effektivt sätt att avgöra i vilket temperaturintervall som utskiljning sker. Vi undersöker även om kornstorleken har någon inverkan på hårdhetsökningen och därmed utskiljningen av γ´. För att skapa en förståelse för hur och varför mikrostrukturen förändras har en litteraturstudie genomförts. Litteraturstudien behandlar relevant information om materiallära och tillvägagångssätt vid provning. Provningen genomfördes i temperaturintervallet 600-1000 C med sju olika hålltider, 1, 5, 15, 30, 60, 120 och 240 minuter. Resultatet från hårdhetsmätningen presenteras i ett TTH-diagram som visar hårdhetens beroende på tid och temperatur. Den största hårdhetsökningen fås mellan 700-900 C. Hårdhetsökningen antas bero på utskiljning av γ´. Vid 700 C utskiljs γ´ men hårdheten ökar långsamt då den relativt låga temperaturen missgynnar tillväxten av γ´- partiklarna. Vid 900 C ökar hårdheten mycket snabbt men materialet blir inte lika hårt som vid 800 C. Detta beror på att kärnbildningen av γ´ missgynnas vid 900 C och det bildas då få men stora utskiljningar vilket ger lägre hårdhet. Vid 800 C uppnås den högsta hårdheten på grund av att vid denna temperatur gynnas både kärnbildning och tillväxt av γ´. Det är vid denna temperatur som materialet blir hårdast vid en värmebehandling på 240 minuter. Materialets kornstorlek visade sig ha en marginell inverkan på materialets hårdhetsökning vilket tyder på att γ´ utskiljs i ungefär samma utsträckning oberoende av kornstorlek.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Metallurgi och metalliska material , Materialteknik , Materialvetenskap , Metallurgy and Metallic Materials , Materials Engineering , Materials Science