O efeito de Yttrium sobre as propriedades de cracking e creep quentes de uma superliga baseada em NI construída por fabricação aditiva (1)

Data de lançamento:2021-06-28

  Abstract: Foram estudados os efeitos do elemento de terra raro ítrio (Y)nas quentes de craqueamento e de fluência propriedades de Hastelloy-X processado por select ive de soldadura a laser. Usamos duas ligas diferentes para estudar cracking quente em Hastelloy-x: um com 0,12% em massa Yttrium adicionado e um comnenhum yttrium. Y \\ Hastelloynfree-X exibiu menos fissuras, principalmente devido à segregação de Si, W, e C resultando em SiC-e W6C \\ carbonetosnTypeno limite do grão e regiões interdendríticas. Por outro lado, mais fendas formadasnas Y-added espécime Hastelloy-X devido a segregação de Y, resultandona formação de ítrio-rich carboneto (YC). O tratamento postar-heat foi realizado em 1177 ◦C por 2 h, seguido pelo resfriamento aéreo, para obter boas propriedades de fluência. Realizamos um teste de fluência ao longo das direções vertical e horizontal. Apesar de havin--103; mais rachaduras, o Y&added como#built espécime Hastelloy-X mostrou uma vida mais longa fluência e ductilidade do que a amostra de Hastelloy-X. Isso foi principalmente por causa da formação de Y2O3 e SiO2 dentro dos grãos. Após o tratamento da solução, a vida de creep do espécime Y-added foi oito vezes mais longa do que a da solução Y-Free-Treated. Isso foi principalmente por causa da manutenção da morfologia de grãos colunares, mesmo após o tratamento da solução. Além disso, a formação de carbonetos M6c, Y2O3 e SiO2 melhoraram a vida útil do creep. Resumir o efeito de Y, a adição de Y promoveu a formação de rachaduras, que provocou a anisotropia de fluência;no entanto, ela melhorou as propriedades de fluência através da estabilização do oxigénio e a promoção de precipitação de carbonetos discreta, o que proibiu a migração e deslizamento do limite do grão.--

  

1.

 ontrodução

--selective laser derretimento (SLM) é uma tecnologia avançadana fabricação aditiva (AM) para a fabricação de componentes metálicos com formas complexas usando a deposição de camada-bylayer através de um laser alto-emwer. O Hastelloy-x é um superloy sólido-Solution-strmened Ni-Based com excelente alta oxidação de alta/temperatura e resistência à corrosão, formabilidade e propriedades mecânicasna faixa de temperatura de 1000-1200 ◦C. Devido a estes atributos, ele pode ser aplicado em engenharia aeroespacial, tal como em câmaras de combustão, aquecedores de cabine, spray bares, e componentes de motor de turbina a gás. Em 2013, o fabricante da turbina a gás Siemens utilizado com êxito este materialno fabrico de aditivos para construir rapidamente e componentes de reparação com electro-Optical System (EOS) SLM tecnologia. No entanto, devido ao extremo gradiente de temperatura e ao aquecimento e resfriamento rápido (≈106 k-s) do processo de SLM,níquelBased superloys, como Hastelloy

x, IN718 e CM247LC, para citar alguns, são propensos a craqueamento, o que degrada as suas propriedades mecânicas e físicas.


  --O principal propósito de elementos de liga é melhorar as propriedades mecânicas e térmicas de superligas deníquel-based, a fim de minimizar sua suscetibilidade a cracking quentes. Quanquan et al. relataram que altos elementos-meling-point, como mo e cr, resultamna formação de fronteiras de grãos de alta-angle devido à formação de carbonetos de mo e crrichnos limites de grãos, eventualmente, resultandona formação de rachaduras .A aparência de carbonetosno limite de grão tem um efeito adicional de aumentar a resistência ao deslizamento de limite do grão a temperaturas mais elevadas.

  -Dacianet al. relataram os efeitos dos elementos de liga, como MN, SI e C em Cracking Hot em Hastelloy

X. Baixa Mn, Si e C concentrações pode resultar em menos fendas de menor formação microssegregação ao longo dos limites de grão e regiões interdendríticas. Dacian et al. Também estudou os efeitos desses elementos de liga em cracking quente usando a abordagem termodinâmica computacional. Esses autores propuseram que as quantidades de si e c são as principais influênciasno mecanismo de cracking. Em contraste, Mn tem um efeitonegligenciável.

  --O adição de elementos de terras raras, tais como Y e Ce é geralmente a consideração principalna liga de desenho em função da sua efeitos sobre o fortalecimento de ambos os contornos de grão e solução sólida. Yttrium, um famoso elemento raro da Terra (RE), foi aplicado com sucesso em muitos campos, como metalurgia, química e engenharia de superfície. Nos últimos anos, o Yttrium foi adicionado a muitas ligas, incluindo superliga deníquel-Based, para melhorar suas propriedades físicas e mecânicas. O trabalho de Zhou et al. Mostrou que onível ideal de Yttrium emníquel based ligas melhora a propriedade do estresse-rupture-e a resistência à oxidação da superloy NickelBased. A adição de ttrium em aço inoxidável fundido melhora a propriedade de Creep, a Alumina e o Fe-ni-Cr. No entanto, houve pouco estudo dos efeitos da ontrião sobre a microestrutura e desempenho de força de superligações deníquel

based.


  ----

nin o presente estudo,nós fabricamos Hastelloy

x usando o processo SLM em uma atmosfera AR. Adicionamos dois diferentesníveis de ítrio (0 e 0,12% em massa) para Hasteloyx para estudar os efeitos de Yttrium em propriedades de cracking e creep quentes em Hastelloy
X. Nós também efeitos de ítrio analisados ​​sobre a microestrutura, propriedades de fluência, e quente de craqueamento em Hastelloy
X processados ​​pelo processo SLM.



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