اثر عناصر آلیاژی بر خزش

اثر عناصر آلیاژی بر خزش (Effect of Alloying Elements on Creep) از جمله عوامل مهم و بسیار مشهود در رفتار خزشی مواد مختلف می باشد چنانچه با افزایش درصد عناصر آلیاژی (در محلول جامد) مقاومت به خزش بالا می رود. لذا با توجه به کاربری مورد انتظار از قطعه، می توان عناصر آلیاژی مناسب را به ترکیب شیمیایی نمونه افزود. در این اینصورت لازم است نکات زیر رعایت شوند:

افزایش درصد عناصر آلیاژی نباید دمای نقطه ذوب را به مقدار زیادی کم کند (چون خزش وابسته به نفوذ است)
کرنش اولیه (ε_o) با افزایش درصد عناصر آلیاژی کاهش می یابد.
اثر افزایش درصد عناصر آلیاژی در دمای بالاتر از اتاق، کمتر از دمای اتاق است.

دلایل افزایش مقاومت به خزش در اثر افزایش درصد عناصر آلیاژی به صورت زیر است:

جدایش در مناطق نقص چیده شدن که به این وسیله نابجایی های جزیی نمی توانند در فرآیند لغزش شرکت کنند.
واکنش با تهی جا ها و نابجایی های جاگ دار.
جدایش در مرزدانه ها که باعث عدم حرکت مرزدانه ها می شود.

آلیاژهای مناسب برای دمای بالا

برای افزودن استحکام در دمای زیاد چند راه حل کلی به دست آمده است. به طور کلی هر چه نقطه ذوب فلز بیشتر باشد، مقاومت به خزش بیشتر است. زیرا آهنگ خود نفوذی در فلزات با زیاد شدن نقطه ذوب کمتر می شود. چون لغزش متقاطع نابجایی مرحله مهمی در صعود نابجایی برای اجتناب از برخورد با مانع است، لذا فلزاتی که دارای انرژی نقص انباشتگی کم هستند، مقاومت بیشتری به خزش دارند. چون به هر حال لغزش متقاطع نابجایی مشکل است.

عناصر آلیاژی محلول جامد با ظرفیت زیاد، موثرترین عناصر هستند. چون انرژی خطای انباشتگی را به مقدار زیادی کاهش می دهند. همچنین وجود رسوب های پراکنده ریز برای ازدیاد مقاومت به خزش ضروریند. البته پایداری گرمایی رسوب یا فازهای استحکام دهنده نیز بسیار مهم می باشد.

در جدول زیر ترکیب شیمیایی بعضی از آلیاژهای دما بالا ارائه شده است.

سایر	Fe	Al	Ti	Cb	W	Co	Mo	Ni	Cr	C	آلیاژ
فولادهای فریتی
-	مابقی	-	-	-	-	-	0.50	-	1.25	0.10	1.25Cr-Mo
-	مابقی	-	-	-	-	-	0.50	-	5.00	0.20	5Cr-Mo
-	مابقی	-	-	-	3.0	-	-	2.0	13.0	0.12	Greek Ascoloy
فولادهای آستنیتی
-	مابقی	-	-	-	-	-	2.50	12.0	17.0	0.08	316
-	مابقی	-	-	-	-	-	6.00	25.0	16.0	0.10	16-25-6
-	مابقی	0.2	1.95	-	-	-	1.25	26.0	15.0	0.05	A-286
آلیاژهای پایه نیکل
-	-	4.4	3.5	-	-	15.0	5.25	56.5	15.0	0.06	Astroloy
-	7.0	-	-	-	-	-	-	76.0	15.5	0.04	Inconel
-	18.0	0.60	0.8	5.0	-	-	3.0	مابقی	19.0	0.04	Inconel 718
-	2.0	1.6	3.2	-	-	11.0	10.0	مابقی	19.0	0.10	Rene 41
-	-	5.0	2.0	1.0	12.5	10.0	-	مابقی	9.0	0.15	Mar-M-200
-	-	6.3	1.0	1.5	9.0	10.0	-	مابقی	10.3	0.11	TRW 1900
1.0V	1.0	4.25	3.5	-	-	18.5	5.2	مابقی	15.0	0.15	Udimet 700
2.0ThO₂	-	5.5	4.7	-	-	15.0	3.0	مابقی	10.0	0.15	In-100
-	-	-	-	-	-	-	-	مابقی	-	-	TD Nickel
آلیاژهای پایه کبالت
-	1.0	-	-	-	-	مابقی	5.0	3.0	27.0	0.25	Vitallium (HS-21)
-	3.0	-	4.0	-	4.0	مابقی	4.0	20.0	20.0	0.40	S-816

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

جورج ای. دیتر ، مترجم : شهره شهیدی ، متالورژی مکانیکی ، مرکز نشر دانشگاهی ، 1382

محمد باقر لیمیویی ، خواص مکانیکی مواد ، موسسه انتشاراتی دانش پژوهان فردای روشن ، 1385

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است