دانشگاه آزاد اسلامی

واحد خمینی شهر

دانشکده مکانیک

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc

در رشته مهندسی مکانیک-ساخت و تولید

عنوان پایان‌نامه

ایجاد پوشش‌های نانوساختار برای کار در شرایط دمای بالا

استاد راهنما:

دکتر فرهاد شهریاری نوگورانی

استاد مشاور:

دکتر مجید کریمیان

تابستان 1393

 

چکیده

پوشش‌های نفوذی آلومینایدی برای حفاظت از توربین‌های گازی مورد استفاده در صنایع نیروگاهی، حمل و نقل هوایی و دریایی و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی هستند که عمدتاً توسط اکسیداسیون در دمای بالا و پدیده خوردگی داغ مورد حمله قرار می‌گیرند. در این تحقیق، به منظور استفاده از اثر عناصر اکسیژن‌دوست، چگونگی تقویت پوشش‌ نفوذی آلومینایدی با نانو ذرات اکسید زیرکونیم مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد پوشش یک لایه  نیکل و یک لایه نانوکامپوزیتی نیکل- نانو زیرکونیا، به روش آبکاری الکتریکی بر روی سوپرآلیاژ پایه نیکلی به طور جداگانه ایجاد شد و به دنبال آن فرآیند آلومینیوم‌دهی اکتیویته بالای دو مرحله‌ای صورت گرفت. ابتدا در 760 درجه سانتیگراد عملیات آلومینیوم‌دهی و سپس در دمای 1080 درجه سانتیگراد عملیات نفوذی تکمیلی به منظور تشکیل فازهای مطلوب انجام شد. مکانیزم تشکیل پوشش از طریق بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز شیمیایی طیف‌سنجی پراکندگی انرژی ارزیابی شد. نتایج نشان داد نانو ذرات اکسید سریم به طور موفقیت آمیزی در پوشش آلومینایدی مشارکت داشته است.

 

واژه‌های کلیدی: هم‌‌رسوبی-آلومینیوم‌دهی-پوشش‌های نفوذی آلومینایدی-فرآیند دو ‌مرحله‌ای-اکتیویته بالا.

 

 

 

 

فهرست مطالب

1. فصل اول: مقدمه 1

1-1- مقدمه 2

2. فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده 4

2-1- ترکیب سوپرآلیاژها 5

2-2 پوشش‌های مورد استفاده در سوپرآلیاژها 6

2-3- فرآیند‌های رسوب‌دهی 7

2-3-1- رسوب‌دهی الکتریکی 7

2-4- نکات مهم در طراحی نانو کامپوزیت‌ها 12

2-4-1- پراکندگی 12

2-4-2- آرایش 12

2-4-3- ارزش اقتصادی 13

2-4-4- رسوب الکتریکی 13

2-5- فرآیند سمنتاسیون پودری برای تولید پوشش‌های آلومیناید 13

2-5-1- مزایای فرآیند سمنتاسیون پودری 15

2-5-2- محدودیت‌های فرآیند سمنتاسیون پودری 15

2-6- پوشش‌های آلومیناید بر روی نیکل و سوپر آلیاژهای پایه نیکل 16

2-6-1- پوشش‌های بدست آمده از فرآیند با اکتیویته بالای آلومینیوم 17

2-6-2- پوشش‌های تولید شده توسط فرآیندهای اکتیویته پایین آلومینیوم 22

2-6-2-2- سوپر آلیاژهای پایه نیکل 23

2-7- پیش عملیات قبل از آلومینایزینگ 24

2-8- مورفولوژی سطح پوشش‌های آلومیناید 25

2-9- سیستم‌های آلومیناساز 27

2-10- مکانیزم‌های اثر عناصر واکنشگر  در آلیاژهای آلومینا ساز 28

2-11- تاثیر عناصر واکنشگر بر پوسته آلومینا 29

2-11-1- تاثیر عناصر واکنشگر بر رشد و چسبندگی پوسته آلومینا 30

2-11-2- تقویت پیوند آلیاژ/پوسته و پدیده جدایش 30

3. فصل سوم: روش تحقیق 32

3-2- مواد اولیه و تجهیزات مورد نظر برای اعمال پوشش 34

3-2-1- آلیاژ زیر لایه 34

3-2-2- فرآیند آبکاری الکتریکی 34

3-2-2-1- مواد مورد استفاده در فرآیند آبکاری الکتریکی 34

3-2-2-2- تجهیزات مورد استفاده در فرآیند آبکاری الکتریکی 36

3-2-2-3- اعمال پوشش آبکاری الکتریکی 37

3-2-3- فرآیند پوشش‌دهی نفوذی 40

3-2-3-1- پودرهای مورد استفاده در فرآیند پوشش‌دهی نفوذی 40

3-2-3-2- تجهیزات مورد استفاده در فرآیند پوشش‌دهی نفوذی 40

3-2-3-3- اعمال پوشش نفوذی 41

3-3- مشخصه‌یابی نمونه‌ها 42

3-3-1- متالوگرافی 42

3-3-2- مشاهده ریزساختار 42

4. فصل چهارم: یافته‌های آزمایشگاهی 44

4-1- آبکاری الکتریکی نیکل 45

4-2- آبکاری نیکل نانوکامپوزیتی 45

4-3- آلومینیوم‌دهی نفوذی 48

4-4- پوشش‌های نهایی 52

5. فصل پنجم: تحلیل یافته‌ها 57
6. فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات 60

6-1- نتیجه‌گیری 61

6-2- پیشنهادات 62

مراجع 63

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان: