El efecto de Yttrium en las propiedades calientes de agrietamiento y fluencia de una superalloy basada en NI construida por la fabricación aditiva (1)

Fecha de lanzamiento:2021-06-28

  Abstract: Se estudiaron los efectos de la itrio elemento de tierra rara (Y) en el craqueo y de fluencia calientes propiedades de Hastelloy-X procesados ​​por select fusión por láser ive. Se han utilizado dos aleaciones diferentes para estudiar caliente agrietamiento en Hastelloy-X: una con% de itrio 0.12 masa añadida y una sin itrio. Y-free Hastelloy-X exhibió menos grietas, debido principalmente a la segregación de Si, W, y C que resulta en SiC-y W6C \\ carburos NTYPE en el límite de grano y las regiones interdendríticas. Por otro lado, más grietas formadas en la muestra de Y-added Hastelloy-X debido a la segregación de Y, lo que resulta en la formación de itrio-RICH carburo (YC). El tratamiento posterior-HEAT se realizó a 1177 ◦c durante 2 h, seguido de enfriamiento por aire, para obtener buenas propiedades de fluencia. Llevamos a cabo una prueba de fluencia a lo largo de las direcciones verticales y horizontales. A pesar de havin-g más grietas, la Y-added como-built espécimen Hastelloy-X mostraron una vida más larga a la fluencia y ductilidad que el espécimen Hastelloy-X. Esto se debió principalmente a la formación de Y2O3 y SiO2 dentro de los granos. Después de tratamiento de solución, la Y-added vida de fluencia de espécimen era ocho veces mayor que la de la Y \\ solución Nfree \\ espécimenntreated. Esto se debió principalmente al mantenimiento de la morfología del grano columnar incluso después del tratamiento de la solución. Además, la formación de carburos M6C, Y2O3 y SIO2 mejoraron la vida de fluencia. Para resumir el efecto de Y, y la adición promovió la formación de grietas, lo que provocó una anisotropía de fluencia; sin embargo, mejoró propiedades de fluencia a través de la estabilización de oxígeno y la promoción de la precipitación de carburo discreta, que prohíbe la migración y el deslizamiento de límite de grano.--

  

1.

 Introduction

Selective fusión por láser (SLM) es una tecnología avanzada en la fabricación de aditivo (AM) para la fabricación de componentes metálicos con formas complejas mediante el uso de capa

bylayer deposición a través de un láser de altapower. Hastelloy-X es un sólido-solution-strengthened Ni-based superaleación con excelente alta oxidación-temperature y resistencia a la corrosión, capacidad de conformación, y las propiedades mecánicas en el rango de temperatura de 1000 a 1200 ◦C. Debido a estos atributos, se puede aplicar en ingeniería aeroespacial, tal como en cámaras de combustión, calentadores de cabina, bares, y componentes de motor de turbina de gas de pulverización. En 2013, el fabricante de turbinas de gas Siemens utilizado con éxito este material en la fabricación de aditivos para construir rápidamente y componentes de reparación con Electro System-Optical (EOS) SLM tecnología. Sin embargo, debido al gradiente de temperatura extrema y el calentamiento rápido y enfriamiento (≈106 K-s) del proceso de SLM,níquel-based superaleaciones tales como Hastelloy/X, IN718, y CM247LC, paranombrar unos pocos, son propensos a caliente craqueo, que degrada sus propiedades mecánicas y físicas.--


la finalidad principal de los elementos de aleación es mejorar las propiedades mecánicas y térmicas de las superaleaciones deníquel based el fin de minimizar su susceptibilidad a la fisuración en caliente. Quanquan et al. informaron que la alta melting \\ elementosnpoint, tales como Mo y Cr, resultado en la formación de altos límites-angle de grano debido a la formación de Mo-y Cr-RICH carburos en los límites de grano, resultando eventualmente en la formación de grietas .La aparición de carburos en el límite de grano tiene un efecto adicional de aumentar la resistencia a la frontera de grano de deslizamiento a temperaturas más altas.--- 

Dacianet al. Informó los efectos de los elementos de aleación como MN, SI y C en craqueo caliente en HastelloyX. Baja Mn, Si y C concentraciones pueden resultar en menos grietas de formación microsegregación menor a lo largo de límites de grano y regiones interdendríticas. Dacian et al. También estudió los efectos de estos elementos de aleación en el agrietamiento en caliente mediante el uso del enfoque termodinámico computacional. Aquellos autores propusieron que las cantidades de SI y C sean las principales influencias en el mecanismo de agrietamiento. En contraste, Mn tiene un efecto insignificante.  -

La adición de elementos de tierras raras tales como Y y Ce es generalmente la consideración primaria en la aleación del diseño debido a su Efectos en el fortalecimiento de ambos límites de grano y solución sólida. Itrio, un elemento famoso de tierras raras (RE), se ha aplicado con éxito en muchos campos tales como la metalurgia, la química y la ingeniería superficie. En los últimos años, el itrio se ha añadido a muchas aleaciones, incluyendo las superaleaciones deníquelbased, para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Zhou et al. De trabajo demostró que elnivel óptimo de itrio enníquel \\ aleaciones Nbased mejora el estrés \\ propiedadnrupture y la resistencia a la oxidación deníquel based superaleación. Además itrio en aceros inoxidables emitidos mejora la propiedad de fluencia, alúmina, y Fe-Ni-Cr. Sin embargo, ha habido poco estudio de los efectos de itrio en el rendimiento de la microestructura y la fuerza de superaleaciones deníquel-based.-- --


En el presente estudio, hemos fabricado Hastelloy

X utilizando el proceso de SLM en una atmósfera de Ar. Añadimos dosniveles de itrio diferentes (0 y 0,12% en masa) a Hastelloy

X a efectos de estudio de itrio en las propiedades de craqueo y de fluencia en caliente en HastelloyX. También los efectos de itrio analizaron en la microestructura, las propiedades de fluencia y fisuración en caliente en Hastelloy X procesados ​​por el proceso de SLM. ----


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