Nb-содержащие выделения сплава Inconel 718 изготовленного селективным лазерным плавлением

Получена: 14 сентября 2017; Исправлена: 19 декабря 2017; Принята: 16 января 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Р.В. Шахов, К.Ш. Мухтарова. Nb-содержащие выделения сплава Inconel 718 изготовленного селективным лазерным плавлением. Письма о материалах. 2018. Т.8. №1. С.105-109
BibTex   DOI: 10.22226/2410-3535-2018-1-105-109

Аннотация на русском языке

Тонкая структура (ПЭМ) жаропрочного сплава Inconel 718 изготовленного с помощью селективного лазерного плавленияИсследование микроструктуры никелевого сплава Inconel 718, изготовленного методом селективного лазерного плавления (SLM), проводилось с помощью электронной микроскопии. Множественные циклы нагрева и быстрого охлаждения во время его производства привели к образованию сложной микрогетерогенной структуры. В то же время химический анализ такой микроструктуры показал высокую однородность. Микроструктура состоит из γ зерен размером около 15 мкм, по границам которых выделены частицы δ фазы и небольшие карбиды. Электронно-микроскопические исследования показали, что столбчатые субзерна состоят из равноосных субзерен размером около 0,5 мкм. Показано, что интерметаллидные фазы на основе Ni3Nb (γ′′ и δ) выделяются гомогенно. Объемная доля этих выделений была экспериментально определена и составила около 20%. Карбиды с размерами 2-10 мкм, обычно наблюдаемые в промышленных горячекованных сплава Inconel 718, не были обнаружены. Необычная микроструктура SLM сплава, по-видимому, была обусловлена быстрым охлаждением в процессе его изготовления и высокой химической однородностью исходного порошка. Максимальная объемная доля интерметаллидных фаз γ′′ и δ также была теоретически рассчитана в предположении, что ниобий не растворялся в матричной γ фазе. Рассчитанная объемная доля фаз, содержащих ниобий, составила 13,61%. Энергодисперсионный рентгеновский (EDX) анализ выделений показал, что интерметаллидные фазы на основе Ni3Nb также содержат молибден и титан. Максимальные объемные доли виртуальных интерметаллидных фаз Ni3Ti и Ni3Mo были рассчитаны в предположении, что эти элементы не были растворены в матричной γ фазе. Рассчитанные объемные доли этих виртуальных фаз составили, соответственно, 4,34 и 7,49%. Экспериментально определенная объемная доля фаз, содержащих ниобий, была близка к расчетной объемной доле, предполагая, что растворение Мо, Ti в фазах Ni3Nb и Nb в матричной фазе произошло в некоторой степени во время SLM процесса.

Ссылки (20)

1.
R. Schafrik, R. Sprague. Key Engineering Materials. 380, 113 (2008).
2.
Yi. Huang, T. G. Langdon. Mater. Sci. Eng. A. 410 – 411, 130 (2005).
3.
R. P. Jewett, J. A. Halchak. Superalloys 718, 625 and Various Derivatives 1991, 749 (1991).
4.
S. Azadian, L. Y. Wei, R. Warren. Materials Characterization. 53, 7 (2004).
5.
M. G. Burke, M. K. Miller. Journal de Physique. 50‑C8, 395 (1989).
6.
J. G. D. Ram, A. V. Reddy, K. P. Rao, G. M. Reddy, J. K. S. Journal of Materials Processing Technology. 167, 73 (2005).
7.
W. M. Tuchoa, P. Cuvillier, A. Sjolyst-Kverneland, V. Hansen. Materials Science & Engineering A. 689, 220 (2017).
8.
A. Wade, G. Bertali, T. Withaar, D. Foord, B. Freitag, G. Burke. The 16th European Microscopy Congress, Lyon, France. (2016).
9.
Y. Huang, T. G. Langdon. Journal of Materials Science. 42, 421 (2007).
10.
http://www.specialmetals.com/assets/smc/documents/alloys/inconel/inconel-alloy-718.pdf
11.
T. Trosch, J. Strößner, R. Völkl, U. Glatzel. Materials Letters. 164, 428 (2016).
12.
A. A. Popovich, V. Sh. Sufiiarov, I. A. Polozov, E. V. Borisov. Key Engineering Materials. 651 – 653, 665 (2015).
13.
S. Raghavan, B. Zhang, P. Wang, C.‑N. Sun, M. L. S. Nai, T. Li, J. Wei. Materials and Manufacturing Processes. 32 (14), 1588 (2017).
14.
T. Bauer, K. Dawson, A. B. Spierings, K. Wegener. Materials Letters. 164, 428 (2016).
15.
A. V. Zavodov, N. V. Petrushin, D. V. Zaitsev. Letters on Materials. 7 (2), 111 (2017). (in Russian) [А. В. Заводов, Н. В. Петрушин, Д. В. Зайцев. Письма о материалах. 7 (2), 111 (2017).] DOI: 10.22226/2410-3535-2017-2-111-116
16.
X. Gong, X. Wang, V. Cole, Z. Jones, K. Cooper, K. Chou. Proceedings of the ASME 2015 International Manufacturing Science and Engineering Conference MSEC2015–9317 (2015).
17.
E. A. Lukina, K. O. Bazaleeva, N. V. Petrushin, I. A. Treninkov, E. V. Tsvetkova. Metally. 4, 63 (2017). (in Russian) [Е. А. Лукина, К. О. Базалеева, Н. В. Петрушин, И. А. Тренинков, Е. В. Цветкова. Металлы. 4, 63 (2017).]
18.
C. Körner. International Materials Reviews. 61 (5), 361 (2016).
19.
D. F. Paulonis, J. M. Oblak, D. S. Duvall. ASM-Trans. 62, 611 (1969).
20.
M. G. Burke, M. K. Miller. Superalloys 718, 625 and Various Derivatives, 337 (1991).