Shanghai LANZHU super alloy Material Co., Ltd.

Nyheder

Solid-state transformation af et additiv fremstillet Inconel®625 legering ved 700 ◦C (1)
Slip tid: 2022-01-13 16:08:51  Hits: 13

Introduction

  Inconel®625 (IN625) er etnikkel-based faststof-solution superlegering med en Ni-Cr matrix bestående styrket af Nb/MO opløste stoffer [1]. IN625 funktioner høj styrke, høj sejhed og god korrosionsbestandighed og finder mange anvendelser i marine og energi industrier, for eksempel turbine motorkomponenter, brændstof og udstødningssystemer, og kemiske proceskomponenter. IN625 har også fremragende svejsbarhed og modstandsdygtighed over for varme revnedannelse. Disse karakteristika gør IN625 en primær legering i den seneste udvikling af forskellige additiv produktion (AM) teknologier [2-7], Where kun få eksisterende legeringer ud af mere end 5500 legeringer i brug i dag opfylde de strenge trykbarhed kriterier pålagt af AM [8].

   Printability repræsenterer en iboende og grundlæggende udfordring til AM. Et centralt problem i forbindelse med denne udfordring er opbygningen-up af restspænding under den hurtige størkning og efterfølgende termiske cykler med lokaliserede afkølingshastigheder så høje som 1 × 106 ◦C/s til 1 × 107 ◦C/s [9]. For eksempel harneutrondiffraktion målinger på AM IN625 påvist, at inden for en enkelt komponent, kan den resterende belastning variation være så betydelig som 1 GPa [6,10]. Resterende understreger i denne størrelsesorden kan føre til en del forvrængning, introducere fatale fejl, og ennegativ indvirkning på fabrikerede del mekaniske egenskaber og ydeevne [11,12]. Mens flere strategier er blevet udviklet til at reducere residual stress introduceret i fabrikations- processer, såsom optimering skannemønstret [13,14] eller opvarmning af bundpladen [15], stress-relief varme behandlinger stadig repræsenterer den mest almindelige og pålidelige fremgangsmåde til at afbøde restspænding.

  anden allestedsnærværende fænomen forbundet med AM er microsegregation [16,17]. I konventionelle fremstillingsprocesser, macrosegregation manifesteres som sammensætningsmæssige variationer på længdeskalaer lige fra millimeter til centimeter eller endog meter [18]. Den endelige størrelse af smelten pool i AM skaber meget mere lokaliseret microsegregation, hovedsagelig på grund af forskellen i opløselighed legerende elementer i den flydende fase og fast matrix fase. Inikkel-based superlegeringer såsom IN625, microsegregation fører til en høj koncentration af ildfaste elementer, for eksempel, Mo og Nb,nær interdendritisk regioner [19]. En fordelingskoefficienten k, defineret som massen-concentration forholdet mellem værdierne for dendritceller centrum og interdendritisk region, beskriver graden af ​​elementært segregation. I IN625 svejsninger, k-værdier for Mo og Nb er typisk 0,95 og 0,50, henholdsvis [20]. I AM IN625 fremstillet ved hjælp pulver laser-bed fusion (PLB-F), termodynamiske simulationer forudsagde k-værdier for Mo og Nb til ca. 0,3 og 0,1, henholdsvis [19]. Med andre ord kan AM fabrikation føre til en mere lokaliseret og mere ekstreme elementært adskillelse sammenlignet med de traditionelle svejseprocesser. 

   Den behov for at lindre resterende stress og tilstedeværelsen af microsegregation kan generere en ugunstig situation for mikrostrukturelle styring og optimering. AM IN625 tjener som et godt eksempel, fordi det har lokale sammensætninger godt stykke uden for standard sammensætningsområde for IN625, hvilket gør som-fabricated del ikke er IN625 everywhere trods både pulversammensætningen og den gennemsnitligenominelle sammensætning værende inden for standard [21]. En stress-relief varmebehandling ved 870 ◦C i en time, som anbefales af fabrikanten AM maskine [22], er yderst effektivt til at lindre den resterende stress. Men det indfører også en betydelig mængde af store δ fase udfældninger, som er en fase, dernegativt påvirker ydeevnen af ​​IN625. Et alternativ stress-relief varmebehandling ved 800 ◦C i to timer viser sig effektive til at reducere den resterende stress, også. Men det stadig skaber bundfald anselig δ fase med større dimension over 600nm. En separat strategi er helt at fjerne microsegregation anvendelse af en hightemperature homogenisering varmebehandling. For eksempel kan en varmebehandling ved 1150 ◦C i en time fuldstændigt homogeniserer legeringen. Men denne varmebehandling fremmer kornvækst, og kan være både udfordrende og dyrt at implementere til industrielle-scale store dele som følge af tid, der kræves for temperaturen ækvilibrere samt den høje annealingstemperatur påkrævet.

  Disse komplicerende faktorer bidrager til et industrielt behov for at undersøge muligheden for at benytte lavere temperatur stress-relief varmebehandlinger. At forstå de mikrostrukturelle responser af AM IN625, i denne undersøgelse, undersøger vi de faste-state transformation kinetikken for en AM IN625 legering ved 700 ◦C primært anvender synkrotron-based in situ sprednings- og diffraktionsmetoder. Konkret bruger vi X-ray diffraktion at overvåge fasetransformationen kinetik og små-angle X-ray spredning til at vurdere de morfologiske ændringer i udfældninger. I modsætning til de fleste studier af effekten af ​​varmebehandling pånikkel-based superlegeringer, Where eksperimentel evidens er hovedsagelig indsamlet mikroskopi og fra i-house X-ray diffraction data, synkrotron målinger probe en fast og væsentligt større prøvevolumen gennem in situ eksperimenter, der tillader annealingkinetik der skal bestemmes entydigt. Sådanne resultater er også mere statistisk repræsentative. Kinetikken resultater fra det samme prøvevolumen belyses med termodynamiske forudsigelser af CALPHAD (Computer Kobling af fasediagrammer og termokemi) metoder.






Tidligere: Varmebehandling og analyse afnikk...

Næste: Solid-state transformation af et ...