تولید شمش سوپرآلیاژ پایه نیکل از قراضه های صنعتی

سوپر آلیاژها مواد فلزی با قابلیت دمای کاری بالا می باشند. این آلیاژها از چندین عنصر مختلف تشکیل شده اند. کمبود مواد اولیه و هزینه بالای استخراج و تخلیص آن ها، همچنین فرایندهای پرهزینه، پیچیده و زمان بر ساخت سوپرآلیاژها، اهمیت بازیافت این مواد را دو چندان کرده است. عملیات مرسوم ذوب، ریخته گری و بازیابی سوپر آلیاژها توسط سه کوره ذوب القایی تحت خلا (vim)، ذوب مجدد با قوس الکتریکی تحت خلا (var) و ذوب مجدد به وسیله سرباره الکتریکی(esr) انجام می شود. در این تحقیق پره های مستعمل توربین گازی از جنس سوپر آلیاژ in-738lc به منظور استفاده مجدد در ساخت قطعات جدید، تحت عملیات ذوب مجدد و بازیابی قرار گرفتند. پس از عملیات آماده سازی اولیه، پره ها توسط سه فرایند esr، vimوvar ذوب مجدد شدند. در فرایند esr مقادیر مختلف آلومینیم به منظور جبران تلفات این عنصر به الکترود فرایند اضافه شد. ترکیب شیمیایی نمونه های بازیافت شده با استفاده از کوانتومتری بررسی شد. ترکیب شیمیایی به دست آمده موفقیت فرایندهای تصفیه در کنترل میزان عناصر سوپر آلیاژ از جمله al و ti را تایید می کند. در ادامه ساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر تشکیل فاز ثانویه گاماپرایم و کاربیدها را در زمینه نمونه های بازیافتی نشان می دهند. درصد حجمی گاماپرایم نمونه های بازیافت شده esr، vimو var به ترتیب برابر 53.9، 54.6 و 52.8 درصد و درصد حجمی کاربید همین نمونه ها به ترتیب برابر 7.2، 5.1 و 4.9 درصد به دست آمد. به منظور بررسی خواص مکانیکی، تست های سختی و کشش بر روی نمونه ها انجام شد. سختی نمونه های پیرسازی شده esr، vimو var به ترتیب برابر 389 ، 392 و 385 ویکرز و استحکام کششی آنها بر حسب mpa مقادیر 985 ، 1025 و 1028 به دست آمد.