Как корозира суперсплавта 625 на базата на никел?
Базираната на никел суперсплав Inconel 625 има отлични механични свойства и устойчивост на корозия и се използва в ключови приложения като космическата и морската индустрия. Въпреки това, неговата лоша обработваемост и високите изисквания за натоварване на пластичната деформация винаги са притеснявали производителите. Ето защо, много проучвания са изследвали адитивното производство на Inconel 625 за преодоляване на тези проблеми. Изследователи от университета в Порто в Португалия обобщиха технологията за директно лазерно отлагане (DLD) на Inconel 625 и неговите композитни материали.
Удължението на ковано IN625, нагрято на 760 градуса, намалява необичайно, въпреки че авторите не предоставят никаква причина за това намаление. Въпреки това, наблюдаваното рязко намаляване на удължението на деформирания IN625 може да се отдаде на скоростта на деформация, приложена при теста за опън. Някои автори споменават това поведение за подобни сплави, тествани при 600 градуса. Няколко други автори също демонстрираха това поведение на свойствата на опън по време на тестове за опън при подобни температури.
Високотопимите разтворени елементи (молибден, ниобий) имат ниски коефициенти на дифузия в никелова матрица; следователно тяхното присъствие в твърдия разтвор увеличава якостта на пълзене на сплавта, докато хромът, въпреки че има по-малък коефициент на втвърдяване, има по-нисък коефициент на втвърдяване поради присъствието си в IN625. Фракция с високо тегло все още допринася значително за укрепването на твърдия разтвор. Въглеродът също е ефективен елемент за укрепване на твърдия разтвор и източник на първично и вторично укрепване на карбида. IN625 има лицево-центрирана кубична (FCC) кристална структура, подобна на други суперсплави на базата на никел, която издържа на фазовия преход от стайна температура до точката на топене. Освен това структурата на FCC има по-ниска скорост на процеси на термична активация, които влияят на феномена на деформация при пълзене. Устойчивостта на външна повърхностна деградация, причинена от окисление и термична корозия, се контролира главно от хром, алуминий и титан. Поради сложната форма на повечето части IN625, прекомерната механична обработка, съчетана с трудната за обработка природа на сплавта, причини значителни трудности по време на производствения процес. Освен това формоването на IN625 изисква по-висока мощност по време на процеса на формоване (приблизително 4 пъти по-голяма от тази на въглеродната стомана).
Forged IN625 има високи механични свойства при стайна температура. Въпреки това неговите високотемпературни механични свойства го отличават от стоманите с еквивалентна якост. ASTM B443 определя минималните изисквания за лист/плоча, а ASTM B564 определя изискванията за IN625 изковки. ASTM E8 и ISO 6892 са стандартни методи за едноосно изпитване на опън на метални материали при стайна температура, докато ASTM E21 и ISO 6892 предоставят методи за изпитване на опън на метали при повишени температури за коване и AM IN625. ASTM E292 и ASTM E740 Стандартни методи за изпитване за определяне на якост на скъсване (висока температура) и остатъчна якост на назъбени образци при натоварване на опън. Горните методи за изпитване са подходящи както за конвенционално произведени, така и за допълнително произведени материали IN625. Освен това, в случай на определени тестове (напр. тестове спрямо ASTM E740), изпитването на AM материала може да срещне определени ограничения, като например дебелина на образеца или геометрия на образеца.
През последните няколко години имаше няколко опити за AM на IN625 с помощта на DLD. Фигура 2 предоставя общ преглед на механичните свойства, докладвани в различни проучвания, и също така предоставя спецификации на механичните характеристики за конвенционално произвеждания IN625 за справка. Всички показани тук свойства са без последваща топлинна обработка след обработка.
DLD IN625 отговаря/надвишава максималната якост на опън (UTS), границата на провлачване (YS) и удължението (%) на конвенционално произведени продукти IN625. Въпреки това, произведеният с добавки IN625 обикновено е по-малко пластичен от конвенционално произведения IN625, като типичните стойности на удължение варират между 60% и 65%. Изграждането на DLD има по-високи проценти на по-ниско удължение в посоките UTS, YS и XY и по-ниски проценти на по-високо удължение в посоките UTS, YS и Z. Изотропното поведение е очевидно в механичните свойства на DLD конструкцията. Повечето DLD конструкции показват UTS и YS в рамките на 820-880 MPa и 460-600 MPa, съответно, в XY (хоризонтална) посока и 730-840 MPa и 370-510 MPa, съответно, в Z (изграждане) посока. В скорошни проучвания отчетените стойности на удължението варират между 29% и 45% в посока XY и между 40% и 56% в посока Z (изграждане). Посочната зависимост на свойствата се дължи главно на характерната колонна структура, получена от DLD процеса, което води до промени в механичните свойства по отношение на посоката на натоварване на опън по време на изпитване на опън. Фазата на Laves се образува в края на втвърдяването и се разпределя между дендритите.
Сравнявайки механичните свойства на IN625 чрез селективно лазерно топене (SLM) и директно лазерно отлагане (DLD), се стигна до заключението, че с подходящи параметри и последваща топлинна обработка, DLD има по-добра якост и удължение с повече от 40% в сравнение със SLM структурите. Също така беше съобщено, че DLD конструкциите имат относително по-ниско удължение и якост (приблизително 30%) и по-малки промени в удължението в посоките XY и Z в сравнение с термично обработените SLM конструкции с минимално анизотропно поведение. голям.
