Yttriums Wirkung auf die heißen Riss- und Kriecheigenschaften einer Ni-basierten Superlegierung, die von Additive Manufacturing aufgebaut ist (1)

Veröffentlichungsdatum:2021-06-28

  Abstract: Wir untersuchten die Wirkungen des Seltenerdelement Yttrium (Y) auf die Heißrissbildung und Kriecheigenschaften aus Hastelloy-X durch selec verarbeitett ive Laser Melting. Wir verwenden zwei verschiedene Legierungen Heißrissigkeit in Hastelloy-X zu studieren: ein mit 0,12 Masse-% Yttrium hinzugefügt und ein ohne Yttrium. Y-free Hastelloy-X weniger Risse zeigte, vor allem aufgrund der Segregation von Si, W und C in SiC resultierenden-und W6C-Type Carbiden an den Korngrenzen und interdendritischen Regionen. Auf der anderen Seite, mehrere Risse aufgrund der Segregation von Y in der Y-added Hastelloy-X Probe gebildet wird, was zur Bildung von Yttrium-RICH Carbid (YC). Die Behandlung der Post-Heat wurde bei 1177 ◦C für 2 h durchgeführt, gefolgt von der Luftkühlung, um gute Kriecheigenschaften zu erhalten. Wir haben einen Kriechstest entlang der vertikalen und horizontalen Richtungen durchgeführt. Trotz des Havinsg mehr Risse zeigten der Y \-added alsnbuilt Hastelloy-X Probe längeren Kriechlebensdauer und Duktilität als die Hastelloy-X Probe. Dies war hauptsächlich wegen der Bildung von Y2O3 und SiO2 in den Körnern. Nach der Lösungsbehandlung war das Kriechleben der Y-ackded-Probe achtmal länger als der der Y-Free-Lösung-beherrschte Exemplare. Dies war hauptsächlich aufgrund der Wartung der Säulenkornmorphologie auchnach der Lösung der Lösung. Darüber hinaus verbesserte sich die Bildung von M6C-Carbide, Y2O3 und SIO2-Kriechleben. Um den Effekt von Y zusammenzufassen, förderte Y Addition die Bildung von Rissen, die mit der Kriechanisotropie führte; Es kann jedoch verbesserte Kriecheigenschaften durch die Stabilisierung von Sauerstoff und die Förderung von diskreter Karbidausscheidung, welche die Wanderung verboten und das Korngrenzengleitens.-

  

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 Introduction

Selective Laserschmelzen (SLM) ist eine fortschrittliche Technologie in additiven Herstellungs (AM) für die Herstellung von metallischen Bauteilen mit komplexen Formen, die durch Schicht mit

bylayer Abscheidung über eine Hochpower Laser. Hastelloy-X ist eine feste-solution-strengthened Ni-based Superlegierung mit hervorragenden Hochs-temperature Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und mechanischen Eigenschaften in dem Temperaturbereich von 1000-1200 ◦C. Aufgrund dieser Eigenschaften können sie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, wie beispielsweise in Verbrennungskammern, Heizvorrichtungen cabin, Sprühbalken und die Gasturbinentriebwerkskomponenten. Im Jahr 2013, ist dieses Material in Additivherstellung verwendeten die Gasturbinenhersteller Siemens erfolgreich schnellnOptical-System zu konstruieren und Reparaturkomponenten mit Electro \\ (EOS) SLM-Technologie. Dennoch aufgrund der extremen Temperaturgradienten und der schnellen Heizen und Kühlen (≈106 K-s) des SLM-Prozesses, Nickel-based Superlegierungen, wie Hastelloy-X, IN718 und CM247LC, umnur einige zunennen, sind anfällig für heiße Cracking, was ihre mechanischen und physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt./--


  --Th der Hauptzweck von Legierungselementen ist es, die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Nickel-based Superlegierungen zu verbessern, um zu minimieren ihre Anfälligkeit für das heiße Rissen. Quanquan et al. dass hohe berichtete-melting-point Elemente, wie Mo und Cr, führt zur Bildung von Hoch-angle Korngrenzen aufgrund der Bildung von Mo und CrRICH Carbiden an den Korngrenzen, was schließlich in der Bildung von Rissen führt .Der Auftreten von Carbiden an den Korngrenzen hat einen zusätzlichen Effekt der Beständigkeit gegenüber Korngrenzen Erhöhung bei höheren Temperaturen verschieben.

  -Dacianet al. Berichtete die Wirkungen von Legierungselementen wie Mn, Si und C auf Heißriss in Hastelloy

X. Lower Mn, Si und C-Konzentrationen können in weniger Risse von Bildung entlang Korngrenzen und interdendritischen Regionen minor Mikroseigerung führen. Dacian et al. Studierte auch die Auswirkungen dieser Legierungselemente auf heiße Risse unter Verwendung des rechen thermodynamischen Ansatzes. Diese Autoren schlugen vor, dass die Mengen von Si und C die Haupteinflüsse auf den Rissmechanismus sind. Im Gegensatz dazu hat Mn eine vernachlässigbare Wirkung.

  --Die Zusatz von Seltenerdelementen wie Y und Ce ist in der Regel die primäre Überlegung bei Legierungsdesign wegen ihrer Auswirkungen auf die Stärkung beider Korngrenzen und fester Lösung. Yttrium, ein berühmtes Seltenerd-Element, wurde in vielen Bereichen wie Metallurgie, Chemie und Oberflächentechnik erfolgreich angewendet. In den letzten Jahren wurde Yttrium zu vielen Legierungen hinzugefügt, darunter Nickel-based Superlegierungen, um ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Zhou et al. Arbeiten zeigten, dass die optimale Höhe des Yttriums in Nickel based Legierungen verbessert die Belastungs-rupture Eigenschaft-und die Oxidationsbeständigkeit von Nickelbased Superlegierung. Yttrium Addition in Cast Edelless Steel verbessert das Kriechgut, Aluminiumoxid und Fe-Ni-Cr. Allerdings hat es wenig Studie von Yttrium-Effekten auf der Mikrostruktur und Festigkeit Leistung von Nickel

based Superlegierungen gewesen.


  --In die vorliegende Studie haben wir hergestellt Hastelloy-X des SLM-Prozess in einer Ar-Atmosphäre verwendet wird. Wir haben zwei verschiedene Yttrium Ebene (0 und 0,12 Masse-%) zu Hastelloy-x Studie Yttrium-Effekten auf Heißrissbildung und Kriechverhalten in HastelloyX. Wir analysierten Yttrium die auch Auswirkungen auf die Mikrostruktur, Kriechverhalten und heiß in Hastelloy

X Knacken verarbeitet durch den SLM-Prozess.




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