بررسی تاثیر برهمکنش خزش و خوردگی داغ بر آلیاژ اینکونل 617

در شرایطی که سه عامل تنش مکانیکی، دمای بالا و محیط خورنده ی ناشی از احتراق سوخت های فسیلی وجود داشته باشند، خزش و خوردگی داغ به عنوان عوامل مخرب مطرح می گردند. لوله های هیتر بویلر و پره های متحرک توربین گاز در نیروگاه های حرارتی از جمله مواردی هستند که تحت تاثیر همزمان خزش و خوردگی داغ قرار دارند. ابر آلیاژ اینکونل 617 به دلیل مقاومت زیاد به خوردگی و خواص مکانیکی مناسب در دمای بالا به طور گسترده ای در ساخت اجزای مختلف بویلر و توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرد؛ بنابراین جهت بررسی برهمکنش خزش و خوردگی داغ، گزینه ای مناسب و کاربردی است. خزش که عمدتاً مرزدانه ای است باعث جوانه زنی و رشد ترک در مرزدانه ها می شود [1]. از طرفی خوردگی داغ (خوردگی در نمک مذاب) به طور کلی سطح را تحت تاثیر قرار داده و تا عمق محدودی پیشروی می کند. بنابراین اکثر مکانیزم های برهمکنش خزش و خوردگی داغ از طریق بررسی ترک و مرزدانه های موجود در سطح قابل شناسایی می باشند. به طور کلی دو پدیده ی خزش و خوردگی داغ به دلیل اثر هم افزایی بر یکدیگر، از طریق مکانیزم های مختلف باعث تخریب آلیاژ در شرایط برهمکنش می شوند. در تحقیق حاضر جهت مطالعه ی برهمکنش خزش و خوردگی داغ، آزمون های خزش در حضور و غیاب محیط خورنده انجام گردید. به منظور ایجاد شرایط خوردگی داغ در آزمون های خزش، ترکیبی از نمک های سدیمی (na2so4 + 30wt% navo3 + 5wt% nacl) روی سنجه ی نمونه های خزش رسوب دهی شده و نمونه ها در دمای ?850 و تنش های مختلف، تحت آزمون خزش قرار گرفتند. جهت بررسی تاثیر خزش بر خوردگی داغ و اکسیداسیون، آزمایش های خوردگی داغ و اکسیداسیون در شرایط مشابه با آزمون های خزش ولی در عدم حضور تنش انجام شده و نتیجه آن ها با آزمون های خزش مقایسه گردید. پس از انجام آزمون ها، ابتدا محصولات خوردگی داغ و اکسیداسیون تحت آنالیز عنصری (به روش micro-edxrf) و فازی (به روش xrd) قرار گرفتند. در ادامه، مورفولوژی پوسته ی محصولات خوردگی داغ و اکسیداسیون توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شده و با توجه با نتایج این بررسی ها مکانیزم هایی برای خوردگی داغ اینکونل 617 پیشنهاد گردید. در بررسی اولیه ی نمونه های خزش مشاهده شد که برهمکنش خزش و خوردگی داغ در ترک های مرزدانه ای موجود در سطح اتفاق افتاده است. بنابراین مطالعات میکروسکوپی روی ترک های سطحی متمرکز گردید. در این بررسی ها مشاهده شد که خزش با ایجاد ترک در پوسته اکسیدی محافظ باعث تشدید خوردگی داغ و اکسیداسیون شده است. همچنین نمودارهای خزش نشان داد که خوردگی داغ با افزایش نرخ کرنش موجب کاهش قابل توجه عمر خزش گردیده است. در تحلیل نتایج، تاثیر عوامل مختلف در شرایط بر همکنش بررسی شده و مکانیزم های مختلفی برای برهمکنش خزش و خوردگی داغ در تخریب آلیاژ مذکور پیشنهاد گردید.