Impacto del Tratamiento Térmico y la Dirección de Construcción en las Propiedades de Tensión y el Mecanismo de Fractura del Inconel 718 Producido por el Proceso SLM
Autores: Heo, Seokha; Lim, Yujin; Kwak, Nawon; Jeon, Chami; Choi, Moonhee; Jo, Ilguk
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Laves
Fases precipitadas
Microestructuras
Propiedades mecánicas
SLM
Inconel 718
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
En el proceso de fabricación aditiva por fusión selectiva por láser (SLM) del Inconel 718, la aparición de fases Laves y precipitados en la matriz durante o después del tratamiento térmico es una consideración crítica. Este estudio evalúa de manera integral las microestructuras y propiedades mecánicas de la aleación Inconel 718 producida a través de SLM bajo diversas condiciones: como construido (AB), homogeneización + solución + envejecimiento (HSA), homogeneización + envejecimiento (HA) y solución + envejecimiento (SA). Además, se investiga el impacto de la orientación de construcción, ya sea horizontal (H) o vertical (V). Las muestras AB orientadas horizontalmente muestran una estructura de charco de fusión columnar, con dimensiones de aproximadamente entre 300 y 400 m. En contraste, las muestras AB alineadas verticalmente muestran una estructura alargada similar a un río de charcos de fusión, con tamaños aproximadamente de 250 m. A partir del análisis microestructural detallado, los hallazgos revelan que las muestras como construidas carecen de precipitados en su microestructura. Por el contrario, en las muestras tratadas térmicamente, ambas fases son evidentes. Notablemente, las muestras de aleación Inconel 718 sometidas a fabricación SLM y tratamiento térmico SA demuestran un rendimiento mecánico óptimo. En particular, SA exhibe una dureza promedio de 476 HV para la muestra horizontal, que es un 51.1% más alta que la de las muestras AB. La morfología y distribución de la fase en la matriz emergen como factores decisivos que influyen en el rendimiento a alta temperatura. En las muestras SA, ocurre la disolución de fases Laves frágiles, y la presencia de la fase en el límite de grano otorga propiedades superiores durante las pruebas de tracción a alta temperatura, incluyendo excelente resistencia de fluencia y resistencia a la tracción última. La presencia de la fase granular en las muestras SA resultó en una resistencia a la tracción de 1422 MPa y una resistencia de fluencia de 1236 MPa, que son los valores más altos entre todas las muestras. SA tiene una resistencia a la tracción de 1120 MPa y una resistencia de fluencia de 974 MPa a 650 grados C.
Descripción
En el proceso de fabricación aditiva por fusión selectiva por láser (SLM) del Inconel 718, la aparición de fases Laves y precipitados en la matriz durante o después del tratamiento térmico es una consideración crítica. Este estudio evalúa de manera integral las microestructuras y propiedades mecánicas de la aleación Inconel 718 producida a través de SLM bajo diversas condiciones: como construido (AB), homogeneización + solución + envejecimiento (HSA), homogeneización + envejecimiento (HA) y solución + envejecimiento (SA). Además, se investiga el impacto de la orientación de construcción, ya sea horizontal (H) o vertical (V). Las muestras AB orientadas horizontalmente muestran una estructura de charco de fusión columnar, con dimensiones de aproximadamente entre 300 y 400 m. En contraste, las muestras AB alineadas verticalmente muestran una estructura alargada similar a un río de charcos de fusión, con tamaños aproximadamente de 250 m. A partir del análisis microestructural detallado, los hallazgos revelan que las muestras como construidas carecen de precipitados en su microestructura. Por el contrario, en las muestras tratadas térmicamente, ambas fases son evidentes. Notablemente, las muestras de aleación Inconel 718 sometidas a fabricación SLM y tratamiento térmico SA demuestran un rendimiento mecánico óptimo. En particular, SA exhibe una dureza promedio de 476 HV para la muestra horizontal, que es un 51.1% más alta que la de las muestras AB. La morfología y distribución de la fase en la matriz emergen como factores decisivos que influyen en el rendimiento a alta temperatura. En las muestras SA, ocurre la disolución de fases Laves frágiles, y la presencia de la fase en el límite de grano otorga propiedades superiores durante las pruebas de tracción a alta temperatura, incluyendo excelente resistencia de fluencia y resistencia a la tracción última. La presencia de la fase granular en las muestras SA resultó en una resistencia a la tracción de 1422 MPa y una resistencia de fluencia de 1236 MPa, que son los valores más altos entre todas las muestras. SA tiene una resistencia a la tracción de 1120 MPa y una resistencia de fluencia de 974 MPa a 650 grados C.