138 1716 0919 | 021-5915 0215
上海蓝铸特种合金材料有限公司
新闻资讯 News

钇对增材制造镍基高温合金热裂和蠕变性能的影响(1)

日期: 2021-04-02
浏览次数: 2

  摘要:我们研究了稀土元素钇(Y)对通过选择性激光熔化处理的哈氏合金X的热裂变和蠕变性能的影响。我们使用两种不同的合金来研究Hastelloy-X中的热裂变:一种添加了0.12质量%的钇,另一种没有添加钇。无YHastelloy-X出现的裂纹较少,这主要是由于SiWC的偏析导致在晶界和枝晶间区域出现SiCW6C型碳化物。另一方面,由于Y的偏析,在添加YHastelloy-X试样中形成了更多的裂纹,从而形成了富钇的碳化物(YC)。在1177℃下进行2小时的后热处理,然后进行空气冷却,以获得良好的蠕变性能。我们沿垂直和水平方向进行了蠕变测试。尽管有更多的裂缝,但添加了Y的哈氏合金X试样比哈氏合金X试样具有更长的蠕变寿命和延展性。这主要是由于在晶粒内部形成了Y2O3SiO2。固溶处理后,添加Y的试样的蠕变寿命是无Y固溶处理的试样的八倍。这主要是由于即使在固溶处理后也保持了柱状晶粒的形态。另外,M6C碳化物,Y2O3SiO2的形成改善了蠕变寿命。总结Y的影响,Y的添加促进了裂纹的形成,从而引起了蠕变各向异性。然而,它通过稳定氧和促进离散碳化物沉淀而改善了蠕变性能,从而阻止了晶界的迁移和滑动。

1.引言

选择性激光熔化(SLM)是增材制造(AM)中的一项先进技术,用于通过大功率激光器逐层沉积来制造具有复杂形状的金属部件[1-3]Hastelloy-X是一种固溶强化的镍基高温合金,在1000–1200℃的温度范围内具有出色的高温抗氧化性,耐蚀性,可成形性和机械性能。由于这些属性,它可以应用于航空工程,例如燃烧室,机舱加热器,喷杆和燃气轮机组件[4-6]2013年,燃气轮机制造商西门子成功地将这种材料用于增材制造中,从而通过电光系统(EOSSLM技术快速构建和维修组件。尽管如此,由于SLM工艺的极端温度梯度以及快速加热和冷却(≈106K / s),镍基高温合金,例如Hastelloy-X IN718 CM247LC 仅举几例,容易发生热裂,从而降低其机械和物理性能


  合金元素的主要目的是改善镍基高温合金的机械性能和热性能,以使其对热裂纹的敏感性最小。 全权等。 报告指出,高熔点元素(例如MoCr)由于在晶界处形成富MoCr的碳化物而导致形成高角度晶界,最终导致了裂纹的形成。晶界处碳化物的出现还具有增加在较高温度下抗晶界滑动的能力

  达契纳特(Dacianet) 报道了合金元素(如锰,硅和碳)对Hastelloy-X热裂纹的影响。 较低的MnSiC浓度可导致沿晶界和树枝状区域的微小微偏析形成的裂纹减少。 Dacian等。 还使用计算热力学方法研究了这些合金元素对热裂纹的影响。 这些作者提出,SiC的含量是影响裂解机理的主要因素。 相反,Mn的影响可忽略不计

  稀土元素如YCe的添加通常是合金设计中的主要考虑因素,因为它们对强化晶界和固溶体都有影响。 钇是一种著名的稀土(RE)元素,已成功应用于冶金,化学和表面工程等许多领域。 近年来,钇已被添加到许多合金中,包括镍基高温合金,以改善其物理和机械性能。 Zhou等人的研究表明,镍基合金中钇的最佳含量可以改善应力断裂性能和镍基高温合金的抗氧化性。 在铸造不锈钢中添加钇可改善蠕变性能,氧化铝Fe–Ni–Cr。 但是,关于钇对镍基高温合金的微观结构和强度性能的影响的研究很少。

  在本研究中,我们在Ar气氛中使用SLM工艺制造了Hastelloy-X。 我们在Hastelloy-X中添加了两种不同的钇含量(00.12质量%),以研究钇对Hastelloy-X中热裂纹和蠕变性能的影响。 我们还分析了钇对通过SLM工艺加工的Hastelloy-X的微观结构,蠕变性能和热裂纹的影响。

 







 


关闭窗口】【打印
Copyright ©2005 - 2013 上海蓝铸特种合金材料有限公司
犀牛云提供企业云服务
工厂地址:上海市嘉定区徐行镇曹新路2800号(201808)
电话:138 1716 0919 | 021-5915 0215
传真:021-5106 2520
邮编:330520