Uzun-Süreli Yüksek Sıcaklıkta-İşlemden Sonra Nikel-bazlı Alaşımların Mekanik Özelliklerinde Geri Dönülemez Değişiklikler
Nikel-bazlı alaşımlar, yüksek-sıcaklık koşulları altında uzun süreli-süreli hizmetin ardından, mekanik özelliklerinin doğrudan bozulmasına yol açan bir dizi geri dönüşü olmayan mikroyapısal evrime uğrar. Mekanik özelliklerde geri dönüşü olmayan başlıca değişiklikler şunlardır:
1. Çekme mukavemetinde ve akma mukavemetinde azalma
Uzun-süreli yüksek-sıcaklığa maruz kalma sırasında, nikel-bazlı alaşımlardaki güçlendirme aşamaları (' faz, '' faz gibi) kabalaşma, topaklanma ve hatta çözünme gibi süreçlere maruz kalacaktır. Bu fazlar alaşımın yüksek mukavemetini koruyan temel bileşenlerdir. Morfolojik ve yapısal değişiklikler orijinal dislokasyon sabitleme etkisini yok eder ve hem oda sıcaklığında hem de servis sıcaklığında alaşımın çekme mukavemetinde ve akma mukavemetinde önemli ve geri dönüşü olmayan bir azalmaya neden olur.
2. Süneklik ve tokluğun bozulması
Yüksek-sıcaklıkta uzun-süreli hizmet, nikel-bazlı alaşımların tane sınırlarında kırılgan fazların (örneğin, σ fazı, Laves fazı) çökelmesine neden olacaktır. Bu arada, çatlak ilerlemesini engelleyebilecek tane sınırlarının sayısını azaltan termal aktivasyon etkisi nedeniyle tane büyümesi meydana gelecektir. Bu faktörler birlikte alaşımın uzamasının ve alanının azalmasının bariz bir şekilde azalmasına neden olur ve darbe tokluğu da geri dönülemez şekilde bozularak alaşımın yük altında kırılgan kırılmaya yatkın hale gelmesine neden olur.
3. Sürünme ve yorulma direncinin bozulması
Sürünme direnci, yüksek sıcaklık uygulamaları için nikel-bazlı alaşımların temel özelliklerinden biridir-. Uzun-dönemli yüksek{-sıcaklık stresi, dislokasyon tırmanışı, boşluk oluşumu ve tane sınırlarında büyüme ve tanecikler arası çatlama dahil olmak üzere sürünme hasarının birikmesine yol açacaktır. Bu zararlar geri döndürülemez. Aynı zamanda, yüksek-sıcaklık yorulma yüklemesi çatlakların başlamasını ve yayılmasını hızlandıracaktır. Sürünme ve yorulmanın birleşik etkisi, alaşımın sürünme kopma ömrünün ve yorulma ömrünün keskin bir şekilde kısalmasına neden olur ve bu performans düşüşü, geleneksel ısıl işlemle düzeltilemez.
4.Sertlik kaybı
İnce ve dağınık güçlendirme fazlarının sayısındaki azalma ve yüksek-sıcaklık difüzyonunun neden olduğu matrisin yumuşaması, nikel- bazlı alaşımların sertliğinde geri dönüşü olmayan bir azalmaya yol açacaktır. Sertlik, alaşımın aşınma direnci ve temasla yorulma direnciyle yakından ilişkilidir, dolayısıyla sertlik kaybı, alaşımın kapsamlı servis performansını daha da etkileyecektir.
Yukarıdaki mekanik özellik değişikliklerinin tümü, geri dönüşü olmayan mikro yapısal dönüşümlerden kaynaklanır ve yeniden ısıtma veya yeniden yaşlandırma gibi- işlem sonrası işlemler yoluyla orijinal durumuna geri döndürülemez.
