添加剤製造により蓄積されたNi系超合金の熱間割れとクリープ特性へのイットリウムの影響(1)

発売日:2021-06-28

  -abstract:SELECtによって処理されたHastelloy-xのホットクラッキングとクリープ特性に及ぼす希土類元素イットリウム(Y)の影響を調べました。イブレーザー溶融hastelloy-x:0.12質量%のイットリウムを添加したものとイットリウムのない1つを有する2つの異なる合金を使用した。 Y-FREE Hastelloy-Xは、主にSi、W、およびCの偏析により、粒界および膜境界領域でSiC-およびW6C-Type炭化物を生じるため、亀裂が少ない。一方、Y×NADDのハステロイ-x試験片には、Y片の偏析が生じ、イットリウム--リッチ炭化物(YC)が形成される。投稿-Heat処理を1177℃で2時間、続いて空冷して良好なクリープ性を得た。垂直方向と水平方向に沿ってクリープテストを実施しました。 Havingにもかかわらず。より多くの亀裂、-blet hastelloy-x標本としてのY-ADdedは、Hastelloy-x標本よりも長いクリープ寿命と延性を示しました。これは主に粒子内部のY 2 O 3およびSiO 2の形成によるものであった。溶液処理後、Y-ADD標本のクリープ寿命はY-Free Solution-treated検体のそれより8倍長かった。これは主に溶液処理後も柱状粒子形態の維持のためであった。さらに、M6C炭化物、Y 2 O 3、およびSiO 2の形成はクリープ寿命を改善した。 Yの効果を要約するために、Y添加はクラックの形成を促進し、それはクリープ異方性をもたらした。しかしながら、それは酸素の安定化および粒界の移動およびスライドを禁止されている、クリープ特性を改善し、それは粒界の移行および滑走を禁止した。

  

 introduction

選択レーザー溶融(SLM)は、高POWERレーザーを介して層-bbylayer堆積を用いて複雑な形状を有する金属成分の製造のためのアダクティブ製造(AM)における先進技術である。 Hastelloy-Xは、優れた高-TEpperature酸化および耐食性、成形性、および1000~1200℃の温度範囲内の耐食性、成形性、および機械的性質を有するSolid-solution-strugthened Ni-based超合金である。これらの属性のために、燃焼室、キャビンヒーター、スプレーバー、およびガスタービンエンジン部品など、航空宇宙工学に適用できます。 2013年、ガスタービンメーカーシーメンスは、この材料を添加物製造に首尾よく使用して、Electro-optical System(EOS)SLM技術でコンポーネントを迅速に構築し修復しました。それにもかかわらず、SLMプロセスの極端な温度勾配と高速暖房と冷却(§106k-s)のために、Hastelloy/x、In718、およびCM247lcなどのニッケル-based超合金は、いくつか名前を付ける傾向があります機械的および物理的性質を低下させるクラッキング。-


 は、最小化するためにニッケル based超合金の機械的および熱的性質を改善することである。彼らの熱い割れに対する感受性Quanquan et al。 MoおよびCrのような高い-melting-ポイント要素が、粒界でのMo-およびCr-rich炭化物の形成のために高い-angle Grain境界の形成をもたらし、最終的に亀裂の形成をもたらすことを報告した。 。粒界での炭化物の外観は、より高い温度で滑り止め摺動抵抗が増加するというさらなる効果があります。- 

 dacianet al。 Hastelloy xの熱間割れでMn、Si、Cなどの合金元素の効果を報告した。下部Mn、Si、およびC濃度は、粒界および網分性領域に沿った微小微小凝集形成からの亀裂が少なくなる可能性がある。 Dacianら。また、計算熱力学的アプローチを用いて、これらの合金元素の熱間割れに対する効果についても研究した。これらの著者らは、SiおよびCの量がクラッキングメカニズムへの主な影響であることを提案した。対照的に、Mnは無視できる効果を持っています。-

y、ceのような希土類元素の追加は通常、彼らのために合金設計における主な考慮事項です。粒界と固溶体の両方の強化への影響有名な希土類(RE)要素、冶金、化学、および表面工学などの多くの分野でうまく適用されています。近年、イットリウムは、物理的および機械的性質を向上させるために、ニッケル based超合金を含む多くの合金に追加されています。 Zhou et al。の仕事は、ニッケル based合金中のイットリウムの最適レベルが、ストレスατnbased超合金の応力α及び耐酸化性を向上させることを示した。鋳造ステンレス鋼のイットリウム添加は、クリープ性、アルミナ、およびFe - Ni - Crを改善する。しかしながら、ニッケル-based超合金の微細構造と強さの性能に対するイットリウムの影響についての研究はほとんどありません。-- --


 in HASTELLOY X AR雰囲気中のSLMプロセスを使用しています。 Hastelloy-Xのホットクラッキングおよびクリープ特性に対するYttriumの影響を研究するために、Hastelloy-xに2種類のイットリウムレベル(0~0.12質量%)を添加しました。また、SLMプロセスによって処理されたHastelloy-xでの微細構造、クリープ特性、およびホットクラッキングに対するYttriumの影響を分析しました。-



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