Investigación Experimental y Numérica del Inconel 718 Extrudido en Caliente
Autores: Bacchetti, Stefano; Coppola, Michele A.; De Bona, Francesco; Lanzutti, Alex; Miotti, Pierpaolo; Salvati, Enrico; Sordetti, Francesco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Inconel 718
Superaleación
Extrusión
Resistencia mecánica
Altas temperaturas
Grietas en la superficie
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Inconel 718 es una superaleación de uso generalizado, debido a su única resistencia a la corrosión y propiedades de resistencia mecánica a muy altas temperaturas. La extrusión de metal en caliente es la técnica de conformado más utilizada, si se requiere la fabricación de componentes esbeltos. Dado que la literatura científica actual no cubre de manera integral los aspectos fundamentales relacionados con las relaciones entre el proceso y la estructura, en el presente trabajo se emplea un enfoque combinado numérico y experimental. Se estableció un modelo de elementos finitos (FE) para responder a tres preguntas clave: (1) predecir la fuerza de extrusión requerida a diferentes velocidades de extrusión; (2) evaluar la influencia de los principales parámetros de procesamiento en la formación de grietas superficiales utilizando el criterio de daño normalizado de Cockcroft Latham (nCL); y (3) evaluar cuantitativamente la cantidad de microestructura recristalizada a través de la ecuación de Avrami. Con el fin de validar el modelo, se llevaron a cabo varias investigaciones experimentales bajo diferentes condiciones de procesamiento. En particular, se encontró que cuanto mayor es la temperatura inicial del lingote, menor es la fuerza de extrusión, aunque se debe buscar un equilibrio para evitar la formación de grietas superficiales que ocurren a temperaturas excesivas, limitando al mismo tiempo la carga de extrusión requerida. La velocidad de extrusión también juega un papel relevante. De manera similar al papel de la temperatura, se debe identificar un valor óptimo de velocidad de extrusión para minimizar la posibilidad de formación de grietas superficiales (altas velocidades) y minimizar la fusión de carburos de niobio intergranulares (bajas velocidades).
Descripción
Inconel 718 es una superaleación de uso generalizado, debido a su única resistencia a la corrosión y propiedades de resistencia mecánica a muy altas temperaturas. La extrusión de metal en caliente es la técnica de conformado más utilizada, si se requiere la fabricación de componentes esbeltos. Dado que la literatura científica actual no cubre de manera integral los aspectos fundamentales relacionados con las relaciones entre el proceso y la estructura, en el presente trabajo se emplea un enfoque combinado numérico y experimental. Se estableció un modelo de elementos finitos (FE) para responder a tres preguntas clave: (1) predecir la fuerza de extrusión requerida a diferentes velocidades de extrusión; (2) evaluar la influencia de los principales parámetros de procesamiento en la formación de grietas superficiales utilizando el criterio de daño normalizado de Cockcroft Latham (nCL); y (3) evaluar cuantitativamente la cantidad de microestructura recristalizada a través de la ecuación de Avrami. Con el fin de validar el modelo, se llevaron a cabo varias investigaciones experimentales bajo diferentes condiciones de procesamiento. En particular, se encontró que cuanto mayor es la temperatura inicial del lingote, menor es la fuerza de extrusión, aunque se debe buscar un equilibrio para evitar la formación de grietas superficiales que ocurren a temperaturas excesivas, limitando al mismo tiempo la carga de extrusión requerida. La velocidad de extrusión también juega un papel relevante. De manera similar al papel de la temperatura, se debe identificar un valor óptimo de velocidad de extrusión para minimizar la posibilidad de formación de grietas superficiales (altas velocidades) y minimizar la fusión de carburos de niobio intergranulares (bajas velocidades).