عناصر مرزدانه، عناصر بور، کربن، زیرکونیوم و در سطح پایین تر هافنیوم جهت استحکام مرزدانه ها به کمک ایجاد تاخیر در حرکت بین دانه ها، به سوپرآلیاژ ها اضافه می شود.
خصوصیات ویژه ی این عناصر، عمدتا به علت اندازه منحصر به فردشان نسبت به زمینه نیکل و انحلال پایین شان تمایلشان به جدایش به سمت مرزدانه ها است.
همچنین استحکام مرزدانه ها مقاومت خزشی را به وسیله ی جلوگیری از تجمع کاربید ها و مرزدانه ها و ریز ترک های بین دانه ای ناشی از تنش اعمالی در مرزدانه های عرضی، افزایش می دهد.
این عناصر معمولا در سوپرآلیاژ های تک کریستال لازم نیستند، به دلیل اینکه این آلیاژ ها عاری از مرزدانه ها هستند؛ بعلاوه این عناصر می توانند به شدت نقطه ی ذوب را کاهش دهند.
هرچند تعدادی نشانه وجود دارد که این عناصر اثر سودمندی مطمعنی بر سوپر آلیاژ های تک کریستال دارند.
برای مثال حضور عناصر تشکیل دهنده ی کاربید استحکام بخش مرزدانه همچون بور، کربن و هافنیوم در سوپرآلیاژ های تک کریستال پایه نیکل خلل و فرج ریخته گری را کاهش می دهند.
احتمالا این مورد به کمک افزایش تمایل به تشکیل کاربیدها که در نتیجه تشکیل حفرات در ناحیه ی بین دندریتی را کاهش می دهد برآورده می شود.
به علاوه میزان کم عناصر استحکام بخش مرزدانه می تواند از افت شدید استحکام بکاهد که در سوپر آلیاژ های تک کریستال با نواقص مرزدانه ای کوچک و بزرگ زاویه، به کمک مقداری استحکام دهی در این مرزدانه های فرعی فراهم می گردد.
این موضوع اجازه می دهد مقادیر بالاتری از عیوب بدون اثرگذاری بر مقاومت به خزش ایجاد شود، بنابراین بازدهی تولید قطعات تک کریستال افزایش و قیمت کاهش می یابد.
دیدگاهتان را بنویسید