Return to search

Microstructural design and optimization of Nickel-based superalloys for gas turbines

One of the main sources of energy in this modern world is the gas turbine.  They reach extremely high working temperatures at peak capacity and hence require materials that can withstand the same.  Nickel-based superalloys have been widely used as working materials due to their various high-temperature properties, which help protect them from oxidation, corrosion,  and  creep.  This  high-temperature  strength  is  provided by the  gamma  prime (γ′)  phase  for  most  nickel-based  alloys.  This  study  deals  with understanding  the  effect of the mean γ′ phase size affected by different times and temperatures.  Different trial alloys have undergone different primary ageing cycles, followed by a subsequent secondary ageing  cycle.  Further,  the  mean  gamma  prime size  calculated  using  Image-Pro  coupled with  a  probability  density  function  for the mean  size  showed  significant  γ′  coarsening. Different temperatures and holding times also allowed for significant growth of secondary gamma prime structures.  These structures were found to impact the mean gamma prime size calculations significantly with their influence on the mechanical properties remaining unknown.  However, the mean gamma prime size remains similar to what was desired. / En av de viktigaste energikällorna i denna moderna värld är gasturbinen. De når extremt höga arbetstemperaturer vid toppkapacitet och kräver därför material som klarar av den höga temperaturen. Nickelbaserade superlegeringar har använts i stor utsträckning som material på grund av deras olika högtemperaturegenskaper, som hjälper till att skydda dem från oxidation, korrosion och krypning. Denna högtemperaturs hållfasthet uppnås från gamma prim-fasen (γ′) för de flesta nickelbaserade legeringar. Denna studie handlarom att förstå effekten av den genomsnittliga γ′-fasstorleken som påverkas av olika tider och temperaturer. Olika legeringar har genomgått olika primära åldringscykler, följt av en sekundär åldringscykel. Vidare visade den genomsnittliga gamma-prim storleken som beräknades med Image-Pro tillsammans med en sannolikhets densitetfunktion för medelstorleken av γ′ förgrovning. Olika temperaturer och hålltider möjliggjorde också betydande tillväxt av sekundära gamma-primstrukturer. Dessa strukturer visade sig påverka beräkningarna av den genomsnittliga gamma-primstorleken och egenskaperna av de mekaniska egenskaperna förblir okända. Den genomsnittliga gamma-primstorleken blir liknande det som var önskvärt.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-339559
Date January 2023
CreatorsVasishta, Anirudh
PublisherKTH, Materialvetenskap
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
RelationTRITA-ITM-EX ; 2023:614

Page generated in 0.0026 seconds