Kullanılmış bir birinci kademe elektrik üreten gaz türbini bıçağının mikroyapı analizi

Süperalaşımlar yüksek sıcaklık malzemeleridir ve birçok endüstride kullanılırlar. Gaz türbini endüstrisi, uçaklar ve uzay araçları, süperalaşımların kullanıldığı önemli endüstrilerdir. Süperalaşımlar, yüksek sıcaklık mukavemeti, iyi süneklik ve yüksek sürünme dayanımı gibi üstün özellikleri dolayısıyla tercih edilirler. IN738LC elektrik üreten gaz türbinlerinde sıkça kullanılan çok taneli nikel esaslı bir süperalaşımdır. Yüksek sürünme mukavemetine ve sıcak korozyon dayanımına sahiptir. Bu çalışmada, elektrik üreten bir doğal gaz santralindeki sıcak kısım birinci kademesinde 80000 saat çalışmış çok taneli bir IN738LC türbin bıçağı analiz edilmiştir. Makro düzeyde tane yapısını ve morfolojisini, nano düzeyde ise çökelti yapısını ve morfolojisini analiz etmek için bıçağın uç, orta, ve kök kesitlerinin hem emme hem de basınç taraflarından numuneler çıkarılmıştır. Sonuç olarak, bu bilgilerin kullanılmasıyla yüksek/düşük stres/sıcaklık bölgeleri tahmin edilmiştir. Analiz, bıçağın ana metalinin önce bir NiCoCrAlY tabakasıyla, sonra da bir NiCrAlY tabakasıyla kaplandığını gösteriyor. Son tabaka ise bir ısıl bariyer kaplamasıdır. Tane boyutu soğuk yüzeylerde sıcak yüzeylerdekinden daha büyüktür. Sıcaklık, tanelerin büyümesini sağladığı için sıcak yüzeylerde daha büyük bir tane boyutu olması beklenir. Beklentiye zıt görülen bu sonuç sıcak yüzeylerde yeniden taneleşmeye bağlanabilir. Sıcak yüzeylerdeki çökelti boyutu soğuk yüzeydekilere göre daha büyüktür. Uç kesitte; orta pozisyonun ve kuyruk pozisyonunun hem emme hem basınç tarafında, ve durma noktasında yönelme gözlemlenmiştir. Orta kesitte; ön ve orta pozisyonların hem emme hem basınç tarafında, ve durma noktasında yönelme gözlemlenmiştir. Kök kesitinde çökelti boyutu orta ve uç kesittekilere göre daha küçüktür. Kök kesitinin soğuk yüzeylerinde çok küçük çökeltiler gözlemlenmiştir.