anabstract

a High-throughput korrelativ undersøgelse af de lokale mekaniske egenskaber, kemisk sammensætning og krystallografisk orientering er blevet udført i SELEC&116; udgave af Cast Inconel 718 Prøver underkastet tre forskellige Tempere. Prøverne viste en stærk NB-segregering i skalaen af ​​dendritarmene, med lokale NB-indhold, der varierede mellem 2 vægt% i kernen i dendrit-arme til 8 vægt% i de interdenditiske regioner og 25 vægt% inden for det andet Fasepartikler (MC-carbider, laves faser og Δ fasenåle). Nanohardness blev fundet at korrelere stærkt med det lokale NB-indhold og temperamentstilstanden. Tværtimod blev indrykket elastisk moduli ikke påvirket af den lokale kemiske sammensætning eller temperetilstand, men direkte korreleret med den krystallografiske kornorientering på grund afnikklegeringerens høje elastiske anisotropy.#

 

1. Introduction

Cast og smedet In718 polykrystallinske Ni base superlegeringer foreliggende styrke ved høj temperatur og udmattelsesstyrke selv i oxidation og ætsende miljøer [1]. En sådan præstation gør dette materiale egnet til brug som turbineskiver ognogle statiske komponenter af aero-engines, der arbejder ved temperaturer op til 600-700 ºC [2]. Formuleringen af ​​denne legering indbefatter forskellige overgangsmetaller, der fører til styrkelse af fast opløsning, udfældning via adskillige sekunderfasepartikler, y-&39;, γ#&39;#&39; δ (Ni3nb), MC carbider og laves faser samt kornstørrelsesforbedring og en høj tvillinggrænser tæthed [3]. Ved støbeprocesser forekommer kemisk adskillelse under størkningstrinnet, der fører til lokale variationer i materialets mekaniske egenskaber ved den mikrostrukturelle skala, der ikke er blevet undersøgt før.#

The de seneste fremskridt i highspeednanoindentation kortlægningsmetoder , såsom XPM (accelereret egenskabskortlægning) [4], muliggør evaluering af lokale variationer i de mekaniske egenskaber af store områder med laterale opløsninger afnogle få mikrometer. Sådanne opløsningsværdier svarer til dem, der typisk er valgt i elektronmikroskopi-teknikker til bestemmelse af den lokale sammensætning og den krystallografiske orientering, såsom EDS (elektrondispersiv X-RAY-spektroskopi) og EBSD (elektronback scatter diffraktion). Hårdhed ernormalt bestemt som forholdet mellem den maksimale indrykningsbelastning og det projicerede område af det resterende aftryk [5]. Ikke desto mindre,når indrykkningsdybden varierer frananometre til et par mikrometres, bliver en sådan opgave kedelig, især i tilfælde af High-Speed ​​nanoindenteringskort, hvor der-&101; Målet er at måle tusindvis af indrykkninger. Dette problem kan behandles ved dybde#sensing instrumenteret indrykning, hvor-&101; Indentationsbelastningen (P) og indtrængningsdybden (D) af indenteren registreres kontinuerligt. Forudsat at indføringens geometri er kendt, kan hårdheden og elastisk modulet udledes direkte af indrykningsbelastningen#penetrationskurver ved anvendelse af Oliver og Pharr-metoden [6]. I tilfælde af høje-Speed ​​nanoindenteringskort er det dog vigtigt at holde travlen- of inder geometrien under processen, fordi dette kan ændres ved tip slid over de tusindvis af indrykkninger involveret i Kort.

in denne undersøgelse, vi korrelerer XPM-kortene med den krystallografiske orientering opnået af EBSD og de sammensætningskort, der opnås ved EDS af udvalgte områder af Cast Inconel 718-prøver, der udsættes for tre forskellige tempere. EDS-resultaterne viste akut NB-segregering på tværs af de dendritiske arme og i de interdenditiske regioner, der fører til stærkenanohardness-gradienter i XPM-kortene. Ikke desto mindre viser XPM-kortene relativt konstant elastisk moduli inde i kornene, ikke påvirket af den lokale kemiske sammensætning, men en direkte afhængighed af kornorienteringen, som forventet for materialer med høj elastisk anisotropi somnikkel. Bestemmelse af afhængigheden af ​​de lokale mekaniske egenskaber med kemisk segregation ernøglen til at skræddersyes egenskaberne af det resulterende materiale under støbning eller andre størkningsprocesser, såsom US-svejsning, reparation eller 3D-udskrivning til optimering af behandlingsparametre og til udvikling af mikrostrukturbaserede modeller.

2.

 Resultater 2.1.mikrostruktur Det materiale, der blev anvendt i den foreliggende undersøgelse, var en støbt i 1918 polycrystallinsk Ni-Base superalloy, med den gennemsnitlige sammensætning vist i tabel 1.--