Ako koroduje superzliatina 625 na báze niklu?
Superzliatina na báze niklu Inconel 625 má vynikajúce mechanické vlastnosti a odolnosť proti korózii a používa sa v kľúčových aplikáciách, ako je letecký a námorný priemysel. Jeho zlá spracovateľnosť a vysoké požiadavky na zaťaženie plastickou deformáciou však vždy trápili výrobcov. Preto mnohé štúdie skúmali aditívnu výrobu Inconel 625 na prekonanie týchto problémov. Výskumníci z Univerzity v Porte v Portugalsku zhrnuli technológiu priameho nanášania laserom (DLD) Inconel 625 a jeho kompozitných materiálov.
Predĺženie tvárneného IN625 zahriateho na 760 stupňov sa abnormálne znížilo, hoci autori neuviedli žiadny dôvod tohto poklesu. Pozorovaný prudký pokles predĺženia deformovaného IN625 však možno pripísať rýchlosti deformácie aplikovanej v ťahovej skúške. Niektorí autori uvádzajú toto správanie pre podobné zliatiny testované pri 600 stupňoch. Niekoľko ďalších autorov tiež preukázalo toto správanie sa ťahových vlastností počas ťahových skúšok pri podobných teplotách.
Prvky rozpustených látok s vysokou teplotou topenia (molybdén, niób) majú v niklovej matrici nízke koeficienty difúzie; preto ich prítomnosť v tuhom roztoku zvyšuje pevnosť pri tečení zliatiny, zatiaľ čo chróm, hoci má menší koeficient vytvrdzovania, má nižší koeficient vytvrdzovania v dôsledku jeho prítomnosti v IN625. Vysoká hmotnostná frakcia stále významne prispieva k spevneniu tuhého roztoku. Uhlík je tiež účinný prvok na spevnenie tuhého roztoku a zdroj primárneho a sekundárneho spevnenia karbidom. IN625 má plošne centrovanú kubickú (FCC) kryštálovú štruktúru podobnú iným superzliatinám na báze niklu, ktorá odoláva fázovému prechodu z izbovej teploty do bodu topenia. Okrem toho má FCC štruktúra nižšiu rýchlosť procesov tepelnej aktivácie, ktoré ovplyvňujú jav creepovej deformácie. Odolnosť voči degradácii vonkajšieho povrchu spôsobenej oxidáciou a tepelnou koróziou je kontrolovaná hlavne chrómom, hliníkom a titánom. Kvôli zložitému tvaru väčšiny dielov IN625 spôsobovalo nadmerné opracovanie spojené s ťažkoobrobiteľnou povahou zliatiny značné ťažkosti počas výrobného procesu. Okrem toho si tvárnenie IN625 vyžaduje počas procesu tvárnenia vyšší výkon (približne 4-krát viac ako uhlíková oceľ).
Kovaný IN625 má vysoké mechanické vlastnosti pri izbovej teplote. Jeho mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách ho však odlišujú od ocelí rovnakej pevnosti. ASTM B443 špecifikuje minimálne požiadavky na plech/plech a ASTM B564 špecifikuje požiadavky na výkovky IN625. ASTM E8 a ISO 6892 sú štandardné metódy na jednoosové ťahové skúšanie kovových materiálov pri izbovej teplote, zatiaľ čo ASTM E21 a ISO 6892 poskytujú metódy na ťahové skúšanie kovov pri zvýšených teplotách na kovanie a AM IN625. ASTM E292 a ASTM E740 Štandardné skúšobné metódy na stanovenie medze pevnosti (vysoká teplota) a zvyškovej pevnosti vzoriek s vrubom pri zaťažení ťahom. Vyššie uvedené skúšobné metódy sú vhodné pre konvenčne vyrábané aj aditívne vyrábané materiály IN625. Okrem toho, v prípade určitých testov (napr. testov podľa ASTM E740), AM testovanie materiálu môže naraziť na určité obmedzenia, ako je hrúbka vzorky alebo geometria vzorky.
Počas niekoľkých posledných rokov sa vynaložilo niekoľko pokusov o AM IN625 pomocou DLD. Obrázok 2 poskytuje prehľad mechanických vlastností uvádzaných v rôznych štúdiách a tiež poskytuje špecifikácie mechanického výkonu pre konvenčne vyrábaný IN625 ako referenciu. Všetky tu uvedené vlastnosti sú bez následného tepelného spracovania.
DLD IN625 spĺňa/prekračuje medzu pevnosti v ťahu (UTS), medzu klzu (YS) a predĺženie (%) konvenčne vyrábaných produktov IN625. Aditívne vyrábaný IN625 je však vo všeobecnosti menej ťažný ako konvenčne vyrábaný IN625, pričom typické hodnoty predĺženia sa pohybujú medzi 60 % a 65 %. Zostava DLD má vyššie percentá nižšieho predĺženia v smeroch UTS, YS a XY a nižšie percentá vyššieho predĺženia v smeroch UTS, YS a Z. Izotropné správanie je zrejmé z mechanických vlastností konštruktu DLD. Väčšina zostáv DLD vykazuje UTS a YS v rozmedzí 820-880 MPa a 460-600 MPa v XY (horizontálnom) smere a 730-840 MPa a 370-510 MPa v tomto poradí v Smer Z (stavba). V nedávnych štúdiách sa uvádzané hodnoty predĺženia pohybovali medzi 29 % a 45 % v smere XY a medzi 40 % a 56 % v smere Z (stavba). Smerová závislosť vlastností sa pripisuje najmä charakteristickej stĺpcovej štruktúre vytvorenej procesom DLD, ktorá má za následok zmeny mechanických vlastností v závislosti od smeru ťahového zaťaženia pri ťahovej skúške. Lavesova fáza sa tvorí na konci tuhnutia a je rozdelená medzi dendrity.
Porovnaním mechanických vlastností IN625 pomocou selektívneho laserového tavenia (SLM) a priamej laserovej depozície (DLD) sa dospelo k záveru, že s vhodnými parametrami a dodatočným tepelným spracovaním má DLD lepšiu pevnosť a predĺženie o viac ako 40 % v porovnaní so štruktúrami SLM. Tiež sa uvádza, že zostavy DLD majú relatívne nižšie predĺženie a pevnosť (približne 30%) a menšie zmeny v predĺžení v smere XY a Z v porovnaní s tepelne ošetrenými zostavami SLM s minimálnym anizotropným správaním. veľký.
