Streszczenie

Wysokoprzepustowe badanie korelacyjne lokalnych właściwości mechanicznych, składu chemicznego i orientacji krystalograficznej przeprowadzonona wybranych-&116; wybranych obszarach odlewanych próbek Inconel 718 poddanych trzem różnym temperamenty. Próbki wykazywały silną segregację Nb w skali ramion dendrytowych, z lokalną zawartością Nb, która wahała się od 2% wag. W rdzeniu ramion dendrytowych do 8% wag. W obszarach międzydendrytycznych i 25% wag. W drugim cząstki fazowe (węgliki MC, fazy Laves i igły fazy δ). Stwierdzono, żenanotwardość silnie koreluje z lokalną zawartością Nb i stanem odpuszczenia. Wręcz przeciwnie,na moduły sprężystości wgłębienianie wpływał miejscowy skład chemiczny ani warunki odpuszczania, ale bezpośrednio korelowały z krystalograficzną orientacją ziarna, ze względuna wysoką anizotropię sprężystą stopówniklu.#

1. Wprowadzenie

Odlewane i kute polikrystaliczne superstopy In718 Ni mają wysoką wytrzymałość temperaturową i odpornośćna zmęczenienawet w środowiskach utleniających i korozyjnych [1]. Takie parametry sprawiają, że materiał tennadaje się do stosowania jako tarcze turbin orazniektóre elementy statyczne silników lotniczych pracujących w temperaturach do 600-700 ºC [2]. Skład tego stopu zawiera różne metale przejściowe, które prowadzą do wzmocnienia przez stały roztwór, wytrącanie przez kilka cząstek drugiej fazy, γ--39 ;, γ'' ;, δ (Ni3Nb), węgliki MC i fazy Laves, a także rozdrobnienie wielkości ziaren i wysoka podwójna gęstość granic [3]. W procesach odlewania segregacja chemiczna zachodzina etapie zestalania, co prowadzi do lokalnych zmian właściwości mechanicznych materiału w skali mikrostrukturalnej, którenie były wcześniej badane.&#

szybkich metod mapowanianano-wgłębień , takie jak XPM (przyspieszone mapowanie właściwości) [4], umożliwiają ocenę lokalnych zmian właściwości mechanicznych dużych obszarów o rozdzielczościach bocznych kilku mikrometrów. Takie wartości rozdzielczości są podobne do tych typowo wybieranych w technikach mikroskopii elektronowej do określania składu lokalnego i orientacji krystalograficznej, takich jak odpowiednio EDS (spektroskopia rozpraszania elektronów Xray) i EBSD (dyfrakcja wstecznego rozpraszania elektronów). Twardość jest zwykle określana jako stosunek maksymalnego obciążenia wgłębienia do powierzchni rzutowanej resztkowego odcisku [5]. Niemniej jednak, gdy głębokość wgłębienia waha się odnanometrów do kilku mikrometrów, zadanie to staje się żmudne, szczególnie w przypadku mapnano-wcięć o dużej szybkości---101; celem jest zmierzenie tysięcy wgłębień. Ten problem można rozwiązać za pomocą&wcięcia instrumentalnego z wykrywaniem głębokości, gdzie#-101; obciążenie wgłębienia (P) i głębokość wnikania (d) wgłębnika są rejestrowane w sposób ciągły. O ile znana jest geometria wgłębnika, twardość i moduł sprężystości można bezpośrednio wywnioskować z krzywych obciążenia wgłębienia&z wykorzystaniem metody Olivera i Pharra [6]. W przypadku#szybkich mapnano-wcięć ważne jest jednak śledzenie-- geometrii wgłębnika podczas procesu, ponieważ może to zostać zmienione przez zużycie końcówkina tysiącach wgłębień występujących w maps.

W tym badaniu korelujemy mapy XPM z orientacją krystalograficzną uzyskaną przez EBSD oraz mapami składu uzyskanymi przez EDS wybranych obszarów odlewanych próbek Inconel 718 poddanych trzem różnym temperaturom. Wyniki EDS wykazały ostrą segregację Nb w ramionach dendrytycznych i obszarach międzydendrytycznych, co prowadzi do silnych gradientównanotwardościna mapach XPM. Niemniej jednak mapy XPM pokazują stosunkowo stałe moduły sprężystości wewnątrz ziaren,na którenie ma wpływu lokalny skład chemiczny, ale bezpośrednia zależność od orientacji ziaren, jak można się spodziewać w przypadku materiałów o wysokiej anizotropii sprężystej, takich jaknikiel. Określenie zależności lokalnych właściwości mechanicznych od segregacji chemicznej ma kluczowe znaczenie dla dostosowania właściwości otrzymanego materiału podczas odlewania lub innych procesów krzepnięcia, takich jak spawanie,naprawa lub drukowanie 3D, w celu optymalizacji parametrów przetwarzania i opracowywania modeli opartychna mikrostrukturze.

2. Wyniki 2.1.-Mikrostruktura Materiałem użytym wniniejszych badaniach był odlew polikrystalicznegonadstopu Ni-bazowego IN718 o średnim składzie przedstawionym w Tabeli 1.-