Multi-scale modeling of aging of waspaloy superalloy: Prediction of microstructure evolution and coupling with mechanical properties
Waspaloy süper alaşımının yaşlandırmasının çok ölçekli modellemesi: Mikroyapının değişimi ve mekanik özelliklerle bağdaştırılması
- Tez No: 846485
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR, DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA AYDOĞAN GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Modelleme, Süper alaşımlar, Modelling, Superalloys
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek sıcaklıklarda, basma ve çekme tipi yükler altında ve aşırı korozif ortamlarda çalışabilen Nikel bazlı süper alaşımlar çoğunlukla türbin motorlarında kullanılmaktadır. Çalışma koşullarının gerektirdiği yüksek sıcaklık dayanımını sağlamak için bu malzemelerde ısıl işlem prosesleri büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, süreçlerin gerekli mikro yapı ve özelliklere göre modellenmesi, havacılık ve enerji santralleri endüstrileri için zaman alıcı ve yüksek maliyetli üretim operasyonlarının azaltılması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada Waspaloy'a uygulanan ısıl işlemin katılaşma aşamasından başlayarak mekanik özelliklere kadar olan etkisi araştırılmıştır. Katılaşma modellemesi PANDAT kullanılarak CALPHAD yöntemiyle oluşturulmuştur. Sunulan ve uygulanan ısıl işlem prosesi, termodinamik ve kinetik modeller kullanılarak tasarlanmış ve sonuçlar SEM, TEM ve EDS sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Model sonuçları, çökeltme, katı çözelti, Orowan, kafes uygunsuzluğu ve tane boyutu sertleşmesini içeren akma dayanımı tahmini için kullanılmıştır. Yaşlandırılmış numuneler oda sıcaklığında, 580°C, 650°C, 720°C ve 1100°C'de Gleeble 3500 sistemi ile çekme testlerine tabi tutulmuştur. Bu çalışmada uygulanan çerçeveli yaklaşım, modellenen ısıl işlem ve deneysel çalışmanın her ikisinde de yaklaşık 25 nm'lik ɣ' çökelti boyutlarının elde edildiğini göstermiştir. Modelleme sonuçlarıyla oluşturulan akma dayanımı tahmini, oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklarda deneysel sonuçlardan yüzde 1-8 oranında farklılık gösterirken, 1100°C koşulunda tahminler büyük ölçüde farklılık göstermiştir. Dolayısıyla bu modelin, malzemenin akma dayanımını tahmin edebildiği ancak tüm koşulları doğru bir şekilde tahmin edebilmek için geliştirilmesi gerektiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Ni-based superalloys operating under high temperatures, ensuing compression and tension type of loads, and highly corrosive environment are mostly used in tubine engines. In order to provide high temperature strength needed for operational conditions, heat treatment processes are crucial for those materials. Therefore, modelling of processes according to required microstructure and properties have a great importance for aerospace and power plant industries to reduce the number of time-consuming and highly costing manufacturing operations. In this study, effect of heat treatment on Waspaloy is investigated starting from solidification to implementation on mechanical properties. Solidification modelling is constituted with CALPHAD method by using PANDAT. Offered and applied heat treatment process is designed by using thermodynamic and kinetic models and the results are compared with SEM, TEM and EDS outcomes. Model results are used for yield strength estimation comprising precipitation, solid solution, Orowan, coherency and grain size hardening at varying temperatures. Aged specimens are subjected to tensile tests at room temperature, 580°C, 650°C, 720°C and 1100°C with Gleeble 3500 system. The generic approach applied in this study has given that the modelled heat treatment and experimental study are both shown ɣ' precipitate sizes with approximately 25 nm. Yield strength estimation constructed with the modelling results has shown 1-8 percent variation from the experimental results at room and elevated temperatures whereas in 1100°C condition, predictions differed greatly. Therefore, it is declared that this model can predict the yield strength of the material but needs further developments to predict all conditions accurately.
Benzer Tezler
- Çoklu amaçların çözümlemesinde amaç programlaması ile genelleştirilmiş ters yaklaşımı ve yem sanayiinde bir uygulama
Goal programming and generalieed inverse approaches in the multi-objective analysis and application in feed industry
HASAN BAL
- Oditoryumlarda akustik önlemler ve çoklu kullanım
Accoustical precautions and milti purpose usage of auditorums
ÇİĞDEM YÜCEL
- Toprak ve tarım reformu uygulamasında öncelikli köylerin tesbitine ilişkin bir yöntem uygulaması
Başlık çevirisi yok
SABİR ATASEVER
- Kalkınmada öncelikli yörelerde görev yapan vali-kaymakam il ve ilçe Milli Eğitim Gençlik ve Spor Müdürlerinin ilköğretim yönetiminde karşılaştıkları güçlükler
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA YALÇINKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiEğitim Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ATAMAN
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER