آلیاژ GTD-111 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل رسوب سخت شونده است که جهت کار در دمای بالا طراحی‌شده و در ساخت پره‌های توربین گازی کاربرد دارد. جوشکاری این آلیاژها با مشکلات اساسی ازجمله ترکیدگی‌های جوش و منطقه متاثر از حرارت همراه است. در این پژوهش جهت برطرف کردن ترکیدگی‌های گرم، تاثیر سه پارامتر اساسی، فلز پرکننده، عملیات حرارتی و حرارت ورودی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در ابتدا ریزساختار ایرفویل و ریشه بررسی شدند که مشخص گردید ساختار ایرفویل به دلیل تحمل دما و تنش بالا دچار زوال گردیده است ولی ساختار ریشه تغییر محسوسی نکرده است و می‌توان آن را به‌ عنوان ریزساختار مرجع سوپرآلیاژ GTD-111 در نظر گرفت. در ادامه عملیات جوشکاری بر روی نمونه‌های استخراجی از ریشه پره کارکرده با دو فلز پرکننده IN625 و IN617 انجام شد و با بررسی‌های ریزساختاری به‌ وسیله میکروسکوپ نوری ، الکترونی و محاسبه میانگین طول ترک ایجادشده، فلز پرکننده IN625 به‌ عنوان پرکننده بهینه انتخاب گردید. سپس نمونه‌ها تحت 3 سیکل عملیات حرارتی قرار گرفتند و بعد از آن عملیات جوشکاری بر روی آن‌ها انجام شد، بررسی‌های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی مجهز به EDS، آزمون سختی سنجی ویکرز و محاسبات نرم‌افزاری اندازه میانگین رسوبات و میانگین طول ترک نهایی، نشان داد که نمونه‌های قرارگرفته تحت عملیات حرارتی انحلالی در دمای oC 1180 به مدت 2 ساعت فاقد ترکیدگی می‌باشند که دلیل آن حل شدن ذرات فاز ثانویه و عدم تشکیل فیلم مایع مرزدانه‌ای است. با بررسی‌های انجام‌شده روی نمونه‌های جوشکاری شده با حرارت ورودی‌های مختلف، مشخص شد که با افزایش حرارت ورودی ترکیدگی افزایش می‌یابد به ‌جز در نمونه‌های عملیات حرارتی شده در oC 1000 که با افزایش حرارت ورودی ترکیدگی کاهش می‌یابد. نمونه‌های عملیات حرارتی شده در oC 1180 و با حرارت ورودی kj/cm 7/3 بیشترین مقاومت به ترکیدگی را از خود نشان دادند. در ادامه برای اینکه بتوانیم نتایج استخراج‌شده برای جوشکاری نمونه‌های ریشه را به ایرفویل تعمیم داد عملیات حرارتی انحلالی در دمای oC 1180 به مدت 5/3 ساعت پیشنهاد شد.

 در این پژوهش، جوشکاری غیر مشابه سوپرآلیاژ پایه نیکل هاستالوی C276 به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی316L با روش جوشکاری قوس الکترود تنگستن با گاز محافظ آرگون (GTAW) انجام شد. به منظور بررسی تاثیر آلیاژ فلز پرکننده از سه فلز پرکننده اینکونل 625 (ERNiCrMo-3)، هاستالوی C276 (ERNiCrMo-4) و فولاد زنگ نزن آستنیتی 309L (ER309L) استفاده شد. تاثیر حرارت ورودی بر ریزساختار فلز جوش و ناحیه مجاور برای سیم جوش اینکونل 625 مطالعه شد. پس از انجام عملیات جوشکاری ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلزات پایه، فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترک‌ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشرمیدانی (FESEM) مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی (EDS) مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان فریت فلز جوش توسط دستگاه فریت سنج اندازه¬گیری شد. جهت بررسی خواص مکانیکی جوش، آزمون¬های کشش، سختی سنجی، ریزسختی سنجی و ضربه انجام شد. سطح شکست نمونه¬ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی¬ها نشان داد، فلز پرکننده اینکونل 625 دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به دو فلز پرکننده دیگر می¬باشد. نتایج حاصل از بررسی حرارت ورودی برای سیم جوش اینکونل 625 نشان داد که افزایش حرارت ورودی از 530 تا J/mm 600 ابتدا باعث بهبود خواص مکانیکی و افزایش بیشتر حرارت ورودی از 600 تا J/mm 700 باعث افت خواص مکانیکی این فلز جوش شد.

هدف از این تحقیق بررسی تاثیر برخی از پارامترهای ریخته¬گری بر تنش و کرنش پسماند ایجاد شده در قطعات ریختگی چدنی می¬باشد. به این منظور یک مدل مستطیل شکل انتخاب شده تا بتوان اثر برخی از پارامترهای ریخته¬گری مانند تغذیه¬ و مبرد گذاری را بر تنش پسماند ایجاد شده در قطعاتی از جنس آلیاژهای هیپویوتکتیک، یوتکتیک و هایپریوتکتیک با دو نوع گرافیت ورقه¬ای و کروی را بررسی کرد. انتخاب ابعاد مدل بر اساس روش طراحی آزمایش¬های تاگوچی صورت گرفت. مدل مذکور تحت تاثیر پارامترهای متالورژیکی ذکرشده با استفاده از نرم¬افزار تجاری المان محدود procast (نسخه¬ی 2013) مورد شبیه¬سازی و بررسی قرار گرفت. فرآیند انجماد و سرد شدن قطعه درون قالب ریخته¬گری شبیه¬سازی شده و حل هم‌زمان حرارت و تنش در قطعه صورت گرفت. نتایج حاصله از این تحقیق نشان می¬دهد که در قطعاتی که دارای قسمت¬های به‌هم‌پیوسته با ضخامت¬های متفاوت باشند، به دلیل وجود اختلاف در سرعت سرمایش مقاطع مختلف، تنش ایجاد می¬گردد. این تنش در قطعات چدنی، با افزایش درصد کربن و نیز با استفاده از مبرد کاهش می¬یابد و با تغییر شکل گرافیت از ورقه¬ای به کروی افزایش می¬یابد. نتایج شبیه¬سازی کاملا متاثر از مدل مکانیکی و حرارتی به‌کاررفته در نرم¬افزار می¬باشد. در این پژوهش، رفتار چدن¬ها به¬صورت الاستوپلاستیک در نظر گرفته شد و از تعریف رفتار مکانیکی برای قالب به¬دلیل استحکام بسیار پایین آن نسبت به چدن¬ها صرف-نظر گردید. جهت بررسی صحت نتایج شبیه¬سازی از روش برشکاری برای اندازه¬گیری تنش¬های پسماند استفاده گردید. نتایج نشان داد که به ترتیب قطر بازوی میانی، قطر بازوهای جانبی و طول بازوها، دارای روندی کاهشی بر تاثیر گذاری بر مقدار تنش پسماند بوده و مقادیر بهینه برای ابعاد مذکور به ترتیب ١٩، ١٢ و ١٢٥ میلی‌متر تعیین گردیدند. نتایج شبیه¬سازی و اندازه¬گیری عملی تنش پسماند در مدل بهینه، تطابق قابل قبولی را نشان دادند.