Hoe corrodeert op nikkel gebaseerde superlegering 625?
Op nikkel gebaseerde superlegering Inconel 625 heeft uitstekende mechanische eigenschappen en corrosieweerstand en wordt gebruikt in belangrijke toepassingen zoals de lucht- en ruimtevaart- en maritieme industrie. De slechte verwerkbaarheid en de hoge eisen aan de plastische vervormingsbelasting hebben fabrikanten echter altijd in de problemen gebracht. Daarom hebben veel onderzoeken de additieve productie van Inconel 625 onderzocht om deze problemen op te lossen. Onderzoekers van de Universiteit van Porto in Portugal hebben de directe laserdepositie (DLD)-technologie van Inconel 625 en zijn composietmaterialen samengevat.
DLD IN625 mechanische eigenschappen
De rek van gesmeed IN625, verwarmd tot 760 graden, nam abnormaal af, hoewel de auteurs geen enkele reden voor deze afname gaven. De waargenomen scherpe afname in rek van vervormd IN625 kan echter worden toegeschreven aan de reksnelheid die werd toegepast in de trekproef. Sommige auteurs vermelden dit gedrag voor soortgelijke legeringen die bij 600 graden zijn getest. Verschillende andere auteurs hebben dit gedrag van de trekeigenschappen ook aangetoond tijdens trekproeven bij vergelijkbare temperaturen.
Hoogsmeltende opgeloste elementen (molybdeen, niobium) hebben lage diffusiecoëfficiënten in de nikkelmatrix; daarom verhoogt hun aanwezigheid in de vaste oplossing de kruipsterkte van de legering, terwijl chroom, hoewel het een kleinere verhardingscoëfficiënt heeft, een lagere verhardingscoëfficiënt heeft vanwege zijn aanwezigheid in IN625. Een hoge gewichtsfractie draagt nog steeds aanzienlijk bij aan de versterking van de vaste oplossing. Koolstof is ook een effectief versterkingselement voor vaste oplossingen en een bron van primaire en secundaire carbideversterking. IN625 heeft een vlakgecentreerde kubieke (FCC) kristalstructuur vergelijkbaar met andere op nikkel gebaseerde superlegeringen die bestand zijn tegen faseovergang van kamertemperatuur naar het smeltpunt. Bovendien heeft de FCC-structuur een lager aantal thermische activeringsprocessen die het fenomeen van kruipvervorming beïnvloeden. De weerstand tegen degradatie van het externe oppervlak veroorzaakt door oxidatie en thermische corrosie wordt voornamelijk gecontroleerd door chroom, aluminium en titanium. Vanwege de complexe vorm van de meeste IN625-onderdelen veroorzaakte overbewerking in combinatie met de moeilijk te bewerken aard van de legering aanzienlijke problemen tijdens het productieproces. Bovendien vereist het vormen van IN625 een hoger vermogen tijdens het vormingsproces (ongeveer 4 maal dat van koolstofstaal).
Gesmeed IN625 heeft hoge mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur. De mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen onderscheiden het echter van staalsoorten met een gelijkwaardige sterkte. ASTM B443 specificeert minimumvereisten voor plaat/plaat en ASTM B564 specificeert vereisten voor IN625-smeedstukken. ASTM E8 en ISO 6892 zijn standaardmethoden voor uniaxiale trekproeven van metalen materialen bij kamertemperatuur, terwijl ASTM E21 en ISO 6892 methoden bieden voor trekproeven van metalen bij verhoogde temperaturen voor smeden en AM IN625. ASTM E292 en ASTM E740 Standaard testmethoden voor het bepalen van de breeksterkte (hoge temperatuur) en reststerkte van gekerfde monsters onder trekbelasting. De bovenstaande testmethoden zijn geschikt voor zowel conventioneel vervaardigde als additief vervaardigde IN625-materialen. Bovendien kunnen AM-materiaaltests bij bepaalde tests (bijvoorbeeld tests volgens ASTM E740) bepaalde beperkingen tegenkomen, zoals de dikte van het monster of de geometrie van het monster.
De afgelopen jaren zijn er verschillende pogingen geweest om AM van de IN625 te verbeteren met behulp van DLD. De mechanische eigenschappen die in verschillende onderzoeken zijn gerapporteerd, worden samengevat, en specificaties van de mechanische eigenschappen voor conventioneel vervaardigde IN625 worden ook ter referentie verstrekt. Alle hier getoonde eigenschappen zijn zonder daaropvolgende warmtebehandeling na verwerking.
