Abstrakt

Ve vybraných-&116; ed oblastech odlévaných vzorků Inconel 718 bylo podrobeno třem různým vysoce kvalitním korelačním studiím místních mechanických vlastností, chemického složení a krystalografické orientacenálady. Vzorky vykazovaly silnou segregaci Nb v měřítku dendritických ramen, s lokálním obsahem Nb, který se pohyboval mezi 2% hmotn. V jádru dendritových ramen až 8% hmotn. V interdendritických oblastech a 25% hmotn. Ve druhé fázové částice (MC karbidy, Lavesovy fáze a δ fázové jehly). Bylo zjištěno, ženanohardness silně koreluje s místním obsahem Nb a stavem temperamentu. Naopak, elastické moduly vtlačenínebyly ovlivněny místním chemickým složenímnebo stavem temperování, ale přímo korelovaly s krystalografickou orientací zrna kvůli vysoké elastické anizotropii slitinniklu.#

1. Úvod

Cast a kované polykrystalické superslitiny Ni7n In718 mají vysokou teplotní pevnost a odolnost proti únavě dokonce i v oxidačním a korozivním prostředí [1]. Díky tomuto výkonu je tento materiál vhodný pro použití jako turbínové disky aněkteré statické součásti leteckých motorů pracujících při teplotách do 600 700 ° C [2]. Složení této slitiny zahrnuje různé přechodné kovy, které vedou k zesílení tuhým roztokem, srážení prostřednictvímněkolika částic druhé fáze, γ--39 ;, γ-&39;#&39 ;, δ (Ni3Nb), karbidy MC a Lavesovy fáze, stejně jako zjemnění zrna a vysoká hustota dvojitých hranic [3]. V odlévacích procesech dochází během fáze tuhnutí k chemické segregaci, což vede k lokálním změnám mechanických vlastností materiálu v mikrostrukturálním měřítku, kterénebyly dříve studovány.#&#Nedávné pokroky v metodách mapovánínanoindentací s vysokou rychlostí , jako je XPM (accelerated property mapping) [4], umožňují vyhodnotit lokální variace mechanických vlastností velkých ploch s bočním rozlišenímněkolika mikrometrů. Takové hodnoty rozlišení jsou podobné těm, které se obvykle používají v technikách elektronové mikroskopie pro určování lokálního složení a krystalografické orientace, jako je EDS (elektronově disperzní X \\ray spektroskopie) a EBSD (difrakce zpětného rozptylu elektronů). Tvrdost se obvykle určuje jako poměr mezi maximálním vtlačovacím zatížením a promítnutou plochou zbytkového otisku [5]. Pokud se však hloubka odsazení pohybuje odnanometrů doněkolika mikrometrů, stává se tento úkol zdlouhavý, zejména v případě rychlýchnanoindentačních map, kde

101; cílem je změřit tisíce odsazení. Tento problém lze vyřešit hloubkovýmsnímáním instrumentovaného odsazení, kde--101; průběžně se zaznamenává vtlačovací zatížení (P) a hloubka průniku (d) indentoru. Za předpokladu, že je známa geometrie indentoru, lze tvrdost a modul pružnosti přímo odvodit z křivek vtlačovacího zatížení-propustnosti pomocí metody Olivera a Pharra [6]. V případě vysokých&rychlostníchnanoindentačních map je však důležité sledovat#-&#-of geometrii vtlačovače během procesu, protože to může být změněno opotřebením hrotu přes tisíce odsazení zapojených do mapy.- V této studii provádíme korelaci map XPM s krystalografickou orientací získanou EBSD a kompozičními mapami získanými pomocí EDS vybraných oblastí odlitých vzorků Inconel 718 vystavených třem různýmnáladám. Výsledky EDS ukázaly akutní segregaci Nbnapříč dendritickými rameny a v interdendritických oblastech, což vedlo k silným gradientůmnanohardness v mapách XPM. Mapy XPMnicméně ukazují relativně konstantní moduly pružnosti uvnitř zrn, kterénejsou ovlivněny místním chemickým složením, ale přímou závislostí orientace zrna, jak se očekávalo u materiálů s vysoce elastickou anizotropií, jako jenikl. Stanovení závislosti místních mechanických vlastností s chemickou segregací je klíčové pro přizpůsobení vlastností výsledného materiálu během odlévánínebo jiných procesů tuhnutí, jako je svařování, opravynebo 3D tisk, pro optimalizaci parametrů zpracování a pro vývoj modelů založenýchna mikrostruktuře.

Mikrostruktura Materiálem použitým v této studii byla litá polykrystalická Nibasová slitina IN718 s průměrným složením uvedeným v tabulce 1. --