Resumo

Um estudo correlativo de alta-throughput das propriedades mecânicas locais, composição química e orientação cristalográfica foi realizado em áreas selecionadas det ed áreas de Inconel 718 fundido submetidas a três diferentes temperamentos. Os espécimes mostraram uma forte segregação de Nbna escala dos braços dendríticos, com conteúdos locais de Nb que variaram entre 2% em pesononúcleo dos braços dendríticos a 8% em pesonas regiões interdendríticas e 25% em peso dentro do segundo partículas de fase (carbonetos MC, fases Laves e agulhas de fase δ). Verificou-se que ananodureza se correlaciona fortemente com o conteúdo local de Nb e a condição de têmpera. Ao contrário, os módulos elásticos de indentaçãonão foram influenciados pela composição química local ou condição de revenido, mas diretamente correlacionados com a orientação cristalográfica do grão, devido à alta anisotropia elástica das ligas deníquel.

 

 1.Introdução

 -Construir e forjar as superligas de Ni-base policristalinas In718 policristalinas apresentam resistência a altas temperaturas e resistência à fadiga mesmo em ambientes oxidantes e corrosivos [1]. Tal desempenho torna este material adequado para uso como discos de turbina e alguns componentes estáticos de motores aero-trabalhando em temperaturas de até 600&700 ºC [2]. A formulação desta liga inclui vários metais de transição que levam ao fortalecimento por solução sólida, precipitação através de várias partículas de segunda fase, γ#&39 ;, γ#&39;#39 ;, δ (Ni3Nb), carbonetos MC e fases Laves, bem como refinamento do tamanho do grão e uma alta densidade de contornos gêmeos [3]. Nos processos de fundição, a segregação química ocorre durante o estágio de solidificação, levando a variações locaisnas propriedades mecânicas do materialna escala microestrutural quenão foram estudadas antes.

-Os avanços recentesnos métodos de mapeamento denanoindentação de alta velocidade , como o XPM (acelerado mapeamento de propriedades) [4], permitem avaliar variações locaisnas propriedades mecânicas de grandes áreas com resoluções laterais de poucos micrômetros. Tais valores de resolução são semelhantes àquelesnormalmente selecionados em técnicas de microscopia eletrônica para determinar a composição local e a orientação cristalográfica, como EDS (espectroscopia de raio X-dispersiva de elétrons) e EBSD (difração retroespalhada de elétrons), respectivamente. A dureza é geralmente determinada como a razão entre a carga máxima de indentação e a área projetada da impressão residual [5]. No entanto, quando a profundidade de indentação varia denanômetros a alguns micrômetros, essa tarefa se torna tediosa, especialmenteno caso de mapas denanoindentação de alta velocidade em que-&101; o objetivo é medir milhares de indentações. Este problema pode ser resolvido por endentação instrumentada#sensing de profundidade, onde-&101; a carga de indentação (P) e a profundidade de penetração (d) do penetrador são continuamente registradas. Desde que a geometria do indentador seja conhecida, a dureza e o módulo de elasticidade podem ser inferidos diretamente a partir das curvas de carga de indentação#penetração usando o método de Oliver e Pharr [6]. No caso de mapas denanoindentação de alta velocidade,no entanto, é importante acompanhar-- da geometria do penetrador durante o processo, porque isso pode ser alterado pelo desgaste da ponta ao longo dos milhares de indentações envolvidasno mapas.

Neste estudo, correlacionamos os mapas XPM com a orientação cristalográfica obtida por EBSD e os mapas composicionais obtidos por EDS de áreas selecionadas de espécimes fundidos de Inconel 718 submetidos a três têmperas diferentes. Os resultados de EDS mostraram segregação aguda de Nbnos braços dendríticos enas regiões interdendríticas que levam a fortes gradientes denano-durezanos mapas XPM. No entanto, os mapas XPM mostram módulos elásticos relativamente constantes dentro dos grãos,não influenciados pela composição química local, mas uma dependência direta da orientação do grão, como esperado para materiais com alta anisotropia elástica como oníquel. Determinar a dependência das propriedades mecânicas locais com a segregação química é a chave para adaptar as propriedades do material resultante durante a fundição ou outros processos de solidificação, como soldagem, reparo ou impressão 3D, para otimizar os parâmetros de processamento e para desenvolver modelos baseados em microestrutura.

2.

 Resultados 2.1.Microestrutura O material usadono presente estudo foi uma superliga de Ni-base policristalina fundida IN718, com a composição média mostradana Tabela 1.--