Kartierung von Hochdurchsatz-Nanoindentierungen von Cast Inconel ™ 718 Nickelbased Superlegierung: Einfluss der NB-Konzentration (4)

Veröffentlichungsdatum:2021-06-28
Tatsächlich zeigen die Härtekarten (Fig. 5A, B und C) eine direkte Korrelation mit dem NB-Gehalt (Fig. 3s, t und u) und der Temperprinde. Das Histogramm der Härtewerte in FIG. 6B zeigen eine durchschnittliche Härte von 4,7, 7,8 und 6,2 GPa für die solubilisierten, spitzenseitigen und übergeordneten Temperierungsbedingungen, wie erwartet aus dem Niederschlagszustand der Legierung erwartet. Noch wichtiger ist jedoch, dass die Härtedispersion in jedem Fall wertvolle Informationen über die Rolle des NB-Inhalts bietet. Zum Beispiel präsentiert der solubilisierte Zustand eine engere Härteverteilung als die Spitze und die übergeführten Zustände. Mit anderen Worten, die Breite der Härteverteilung in dem solubilisierten Zustand beträgt etwa 1

1.2 GPA, während sie in den Peaks und den übergeführten Zuständen auf rund 2 GPa steigt. Dies kann bestätigt werden, dass die Härtewerte im Kern und der Oberfläche der Dendritenarme in Fig. 5A, b und c verglichen werden. Es wird erwartet, dass NB hauptsächlich in fester Lösung in dem solubilisierten Zustand ist, wobei einniedrigerer Fraktion von � '' Verstärkte ausfällt in Bezug auf die gealterten und übergeführten Bedingungen. Dies zeigt an, dass NB-Segregation zu größeren mechanischen Eigenschaftsschwankungen in � '' verstärkt wird als in fester Lösung verstärkte Ni-Basierte Superlegierungen. Darüber hinaus repräsentieren der NB-Gehalt und die Härtkarten, die jeweils über 16000 Datenpunkte enthalten, einen statistisch signifikanten Datensatz darstellen, von dem quantitative Korrelationen für jeden Temperament zwischen Härte und NB-Gehalt extrahiert werden können, wie in Fig. 7 gezeigt. Diese Information stellt ein sehr wertvolles lokales Werkzeug dar, um die Qualität der Schweißnähte, Reparaturen oder 3D-Druckkomponenten zu bewerten, da die lokalen22.png

hardness-Karten direkt auf die lokale Mikrostruktur korreliert werden können, um Bereichen mit einer starken NB-Segregation zu erkennen oder mit lokalen mildert, als Ergebnis der Wärmeeinflusszonen.---- finally, ist es interessant zu bemerken, dass die reduzierten Elastizitätsmodul Karten (Fig. 5d, e und f) Zeigen Sie keine Korrelation mit der örtlichen chemischen Segregation oder dem Temperament. Stattdessen präsentieren die elastischen Modulkarten eine direkte Korrelation mit der kristallographischen Orientierung der Körner (Fig. 2A, B und C). Dies istnicht überraschend in Anbetracht der großen elastischen Anisotropie von in178 [12,13] und der Tatsache, dass im Gegensatz zu Härte elastische Eigenschaften auf mikrostrukturelle Merkmale relativ unempfindlich sind, wie beispielsweise Niederschlagsstufe oder kleine Variationen in der chemischen Zusammensetzung. Fig. 8 zeigt die erwartete elastische Modulvariation mit der kristallographischen Orientierung [14], berechnet unter Verwendung der singlekristalen elastischen Konstanten von in 718 (C11259; C12179; C44

109.6 in GPA) [12]. Es wird erwartet, dass der elastische Modul in der Richtung, 279 GPA, als in der Richtung, 104 bzw. 113 GPA viel höher ist. Obwohl die Nanoindentation unter dem Einzug einen komplexen Stresszustand auferlegt, ist es interessant, festzustellen, dass die relativen Werte des eindrucksenden elastischen Moduls gut mit der

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normal kristallographischen Orientierung der Körner korrelieren. Zum Beispiel das hellblaue Korn in der Spitzenbedingung in Fig. 2B, wobei die Oberflächenormal zwischen [101] und [111] zwischen [101] und [111] ist, präsentiert den höchsten elastischen Modul von etwa 210 GPa (Fig. 5E und 6C), während der Dunkles orangefarbenes Korn in dem übergeordneten Zustand (Abb. 2c), wobei seine Oberflächennormal in der Nähe von [001] denniedrigsten elastischen Modul von etwa 165 MPa (Fig. 5F und Fig. 6C) präsentiert.

===-Schlussfolgerungen Ein hoher Through-Korrelationsuntersuchungsstudie lokaler mechanischer Eigenschaften, chemische Zusammensetzung und kristallographische Orientierung wurde in ausgewählten Bereichen der Gusskonnungen 718 unterzogen zu drei verschiedenen Tempern. Die Proben zeigten eine starke NB-Segregation auf dem Maßstab der Dendrite-Arme mit lokalen NB-Inhalten, die zwischen 2 Gew .-% variierten.% Im Kern der Dendrite-Arme auf 8 Gew .-% in den interdendritären Regionen und 25 Gew .-% innerhalb der zweiten Phasenpartikel (MC-Carbide, Laves-Phasen und Δ-Phase-Nadeln). Es wurde festgestellt, dass die Nanohardness mit dem lokalen NB-Gehalt und dem Temperament jeweils stark korreliert wurde. Im Gegenteil, die Einrückung elastisch modulen wurdenicht durch die örtliche chemische Zusammensetzung oder den Tempervorgang beeinflusst, sondern korrelierte jedoch direkt mit der Kornorientierung aufgrund der hohen elastischen Anisotropie von Nickel. Bestimmen der Korrelation zwischen den lokalen mechanischen Eigenschaften, der chemischen Zusammensetzung und dem Temperatestand kann ein sehr wertvolles Werkzeug sein, um die Qualität von Gusskomponenten und andere Verfestigungsverfahren wie Schweißnähte, Reparaturen oder 3D-Druckkomponenten zu bewerten. Auf diese Weise können die lokalen Härtekarten direkt mit der lokalen

microstructure korreliert werden, um Bereiche mit einer starken NB-Segregation oder mit lokalen Tempern infolge von Wärme betroffenen Zonen zu identifizieren.334.png

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