Kaip korozuoja nikelio pagrindu pagamintas superlydinys 625?
Nikelio pagrindu pagamintas superlydinys Inconel 625 pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai ir buvo naudojamas pagrindinėse srityse, pavyzdžiui, aviacijos ir jūrų pramonėje. Tačiau jo prastas apdirbamumas ir dideli plastinės deformacijos apkrovos reikalavimai gamintojams visada kėlė problemų. Todėl daugelyje tyrimų buvo nagrinėjama priedų Inconel 625 gamyba, siekiant išspręsti šias problemas. Porto universiteto (Portugalijoje) mokslininkai apibendrino Inconel 625 ir jo kompozicinių medžiagų tiesioginio nusodinimo lazeriu (DLD) technologiją.
760 laipsnių įkaitinto kaltinio IN625 pailgėjimas sumažėjo nenormaliai, nors autoriai nenurodė jokios tokio sumažėjimo priežasties. Tačiau pastebėtas staigus deformuoto IN625 pailgėjimo sumažėjimas gali būti siejamas su tempimo greičiu, taikytu tempimo bandyme. Kai kurie autoriai mini tokį elgesį panašiems lydiniams, išbandytam 600 laipsnių kampu. Keletas kitų autorių taip pat parodė tokį tempimo savybių elgesį tempimo bandymų metu panašioje temperatūroje.
Aukštos lydymosi tirpimo elementai (molibdenas, niobis) turi mažus difuzijos koeficientus nikelio matricoje; todėl jų buvimas kietame tirpale padidina lydinio valkšnumo stiprumą, o chromas, nors ir turi mažesnį kietėjimo koeficientą, turi mažesnį kietėjimo koeficientą dėl jo buvimo IN625. Didelė masės dalis vis dar labai prisideda prie kieto tirpalo stiprinimo. Anglis taip pat yra veiksmingas kieto tirpalo stiprinimo elementas ir pirminio bei antrinio karbido stiprinimo šaltinis. IN625 turi į veidą orientuotą kubinę (FCC) kristalų struktūrą, panašią į kitus nikelio pagrindu pagamintus superlydinius, kurie atsparūs fazės perėjimui nuo kambario temperatūros iki lydymosi temperatūros. Be to, FCC struktūra turi mažesnį terminio aktyvavimo procesų greitį, turintį įtakos šliaužimo deformacijos reiškiniui. Atsparumą išoriniam paviršiaus skilimui, kurį sukelia oksidacija ir šiluminė korozija, daugiausia kontroliuoja chromas, aliuminis ir titanas. Dėl sudėtingos daugumos IN625 dalių formos per didelis apdirbimas kartu su sunkiai apdirbamu lydinio pobūdžiu sukėlė didelių sunkumų gamybos procese. Be to, norint formuoti IN625, formavimo proceso metu reikia didesnės galios (maždaug 4 kartus didesnės nei anglinio plieno).
Kaltiniai IN625 pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis kambario temperatūroje. Tačiau aukštos temperatūros mechaninės savybės išskiria jį iš lygiaverčio stiprumo plieno. ASTM B443 nustato minimalius reikalavimus lakštams/plokštėms, o ASTM B564 – IN625 kaltiniams. ASTM E8 ir ISO 6892 yra standartiniai vienaašio metalinių medžiagų tempimo bandymo metodai kambario temperatūroje, o ASTM E21 ir ISO 6892 pateikia metalų tempimo bandymo aukštesnėje temperatūroje kalimo ir AM IN625 metodus. ASTM E292 ir ASTM E740 Standartiniai bandymo metodai, skirti nustatyti įpjovų bandinių atsparumą trūkimui (aukšta temperatūra) ir liekamąjį stiprumą veikiant tempimo apkrovai. Aukščiau pateikti bandymo metodai tinka tiek įprastai gaminamoms, tiek papildomai gaminamoms IN625 medžiagoms. Be to, atliekant tam tikrus bandymus (pvz., bandymus pagal ASTM E740), AM medžiagų bandymai gali susidurti su tam tikrais apribojimais, pvz., bandinio storis arba bandinio geometrija.
Per pastaruosius kelerius metus buvo atlikta keletas pastangų, susijusių su IN625 AM naudojant DLD. 2 paveiksle pateikiama įvairiuose tyrimuose aprašytų mechaninių savybių apžvalga, taip pat pateikiamos įprastai pagaminto IN625 mechaninių charakteristikų specifikacijos. Visos čia pateiktos savybės yra be vėlesnio terminio apdorojimo.
DLD IN625 atitinka / viršija tradiciškai pagamintų IN625 gaminių ribinį tempimo stiprumą (UTS), takumo ribą (YS) ir pailgėjimą (%). Tačiau naudojant priedus pagamintas IN625 paprastai yra mažiau lankstus nei įprastai pagamintas IN625, o tipinės pailgėjimo reikšmės svyruoja nuo 60 % iki 65 %. DLD konstrukcija turi didesnį mažesnio pailgėjimo procentą UTS, YS ir XY kryptimis ir mažesnius procentus didesnio pailgėjimo UTS, YS ir Z kryptimis. Izotropinis elgesys akivaizdus DLD konstrukcijos mechaninėse savybėse. Daugumoje DLD versijų UTS ir YS yra atitinkamai 820-880 MPa ir 460-600 MPa XY (horizontalioje) kryptimi ir 730-840 MPa ir 370-510 MPa atitinkamai Z (statymo) kryptis. Naujausiuose tyrimuose praneštos pailgėjimo vertės svyravo nuo 29% iki 45% XY kryptimi ir nuo 40% iki 56% Z (statybos) kryptimi. Savybių priklausomybė nuo krypties daugiausia siejama su būdinga stulpelio struktūra, sukurta DLD proceso metu, dėl kurios keičiasi mechaninės savybės, atsižvelgiant į tempimo apkrovos kryptį tempimo bandymo metu. Laves fazė susidaro kietėjimo pabaigoje ir pasiskirsto tarp dendritų.
Lyginant IN625 mechanines savybes selektyvaus lazerinio lydymo (SLM) ir tiesioginio lazerinio nusodinimo (DLD) metodu, buvo padaryta išvada, kad esant tinkamais parametrams ir po terminio apdorojimo, DLD stiprumas ir pailgėjimas yra didesnis nei 40%, palyginti su SLM struktūromis. Taip pat buvo pranešta, kad DLD konstrukcijos turi santykinai mažesnį pailgėjimą ir stiprumą (apie 30%) ir mažesnius pailgėjimo pokyčius XY ir Z kryptimis, palyginti su termiškai apdorotais SLM modeliais, kurių anizotropinis elgesys yra minimalus. didelis.
