บทคัดย่อ

การศึกษาเชิงสัมพันธ์แบบ high-throughput ของคุณสมบัติเชิงกลเฉพาะที่องค์ประกอบทางเคมีและการวางแนวของผลึกได้ดำเนินการใน select ed พื้นที่ของชิ้นงาน Inconel 718 ที่แตกต่างกันสามชิ้น อารมณ์ ตัวอย่างแสดงให้เห็นการแยก Nb ที่แข็งแกร่งที่ขนาดของแขนเดนไดรต์โดยมีเนื้อหา Nb ในท้องถิ่นที่แตกต่างกันระหว่าง 2 wt.% ในแกนกลางของแขนเดนไดรต์ถึง 8 wt.% ในพื้นที่ interdendritic และ 25 wt.% ภายในวินาที อนุภาคเฟส (คาร์ไบด์ MC, เฟส Laves และเข็มเฟสδ) ความแข็งของนาโนพบว่ามีความสัมพันธ์อย่างมากกับเนื้อหา Nb ในพื้นที่และสภาพอารมณ์ ในทางตรงกันข้ามโมดูลียืดหยุ่นเยื้องไม่ได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบทางเคมีในท้องถิ่นหรือสภาพอุณหภูมิ แต่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการวางแนวของเม็ดผลึกเนื่องจากมีความยืดหยุ่นสูงของโลหะผสมนิกเกิล

1. บทนำ

 โพลีคาร์บอเนตที่หล่อและปลอมแปลง In718 Ni-ซูเปอร์อัลลอยมีความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อความล้า แม้ในสภาพแวดล้อมที่ออกซิไดซ์และกัดกร่อน [1] ประสิทธิภาพดังกล่าวทำให้วัสดุนี้เหมาะสำหรับใช้เป็นแผ่นเทอร์ไบน์และส่วนประกอบแบบคงที่ของเครื่องยนต์อากาศที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 600-700 ºC [2] สูตรของโลหะผสมนี้รวมถึงโลหะทรานซิชันต่างๆซึ่งนำไปสู่การเสริมความแข็งแกร่งโดยสารละลายของแข็งการตกตะกอนผ่านอนุภาคเฟสที่สองหลายตัวγ-&39;, γ#&39;#&39;, δ (Ni3Nb), คาร์ไบด์ MC และขั้นตอน Laves ตลอดจนการปรับแต่งขนาดเกรนและความหนาแน่นของขอบเขตแฝดสูง [3] ในกระบวนการหล่อการแยกสารเคมีจะเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการแข็งตัวซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ในคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุในระดับจุลภาคที่ไม่ได้มีการศึกษามาก่อน#

ความก้าวหน้าล่าสุดในวิธีการทำแผนที่การระบุนาโนที่มีความเร็วสูง เช่น XPM (การทำแผนที่คุณสมบัติแบบเร่ง) [4] เปิดใช้งานการประเมินความแปรผันของคุณสมบัติเชิงกลของพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีความละเอียดด้านข้างไม่กี่ไมโครเมตร ค่าความละเอียดดังกล่าวคล้ายคลึงกับค่าที่เลือกโดยทั่วไปในเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในการกำหนดองค์ประกอบเฉพาะที่และการวางแนวของผลึกเช่น EDS (Electron Dispersive Xray spectroscopy) และ EBSD (electron back scatter diffraction) ตามลำดับ โดยปกติแล้วความแข็งจะถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างภาระการเยื้องสูงสุดกับพื้นที่ที่คาดการณ์ไว้ของรอยประทับที่เหลือ [5] อย่างไรก็ตามเมื่อความลึกของการเยื้องอยู่ในช่วงตั้งแต่นาโนเมตรไปจนถึงไม่กี่ไมโครเมตรงานดังกล่าวจะน่าเบื่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของแผนที่การระบุตำแหน่งนาโนที่มีความเร็วสูง--101; จุดมุ่งหมายคือการวัดการเยื้องหลายพันครั้ง ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยความลึก-การเยื้องเครื่องมือที่กำหนดโดยใช้e โหลดการเยื้อง (P) และความลึกของการเจาะ (d) ของหัวกดจะถูกบันทึกอย่างต่อเนื่อง หากทราบรูปทรงเรขาคณิตของหัวกดแล้วความแข็งและโมดูลัสยืดหยุ่นสามารถอนุมานได้โดยตรงจากโหลดการเยื้อง-เส้นโค้งปริซึมโดยใช้วิธี Oliver และ Pharr [6] อย่างไรก็ตามในกรณีของแผนที่การระบุนาโนความเร็วสูงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องติดตาม&#--ของรูปทรงหัวกดในระหว่างกระบวนการนี้เนื่องจากสิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการสึกหรอของปลายในการเยื้องนับพันที่เกี่ยวข้องกับ แผนที่ ในการศึกษานี้เราเชื่อมโยงแผนที่ XPM กับการวางแนวของผลึกที่ได้รับจาก EBSD และแผนที่องค์ประกอบที่ได้รับโดย EDS ของพื้นที่ที่เลือกของชิ้นงาน Inconel 718 ที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันสามแบบ ผลการศึกษา EDS แสดงให้เห็นการแยก Nb แบบเฉียบพลันในแขน dendritic และในบริเวณ interdendritic ที่นำไปสู่การไล่ระดับสีนาโนที่แข็งแกร่งในแผนที่ XPM อย่างไรก็ตามแผนที่ XPM แสดงโมดูลิยืดหยุ่นที่ค่อนข้างคงที่ภายในเมล็ดพืชโดยไม่ได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบทางเคมีในท้องถิ่น แต่เป็นการพึ่งพาโดยตรงของการวางแนวเกรนตามที่คาดไว้สำหรับวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงเช่นนิกเกิล การพิจารณาการพึ่งพาคุณสมบัติเชิงกลในท้องถิ่นด้วยการแยกทางเคมีเป็นกุญแจสำคัญในการปรับแต่งคุณสมบัติของวัสดุที่ได้ในระหว่างการหล่อหรือกระบวนการแข็งตัวอื่น ๆ เช่นการเชื่อมการซ่อมแซมหรือการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการปรับพารามิเตอร์การประมวลผลให้เหมาะสมและสำหรับการพัฒนาแบบจำลองที่ใช้โครงสร้างจุลภาค

2.

ผลลัพธ์ที่ 2.1.โครงสร้างจุลภาควัสดุที่ใช้ในการศึกษาในปัจจุบันคือโพลีคริสตัลลีน Ni base แบบหล่อ IN718 โดยมีองค์ประกอบเฉลี่ยที่แสดงในตารางที่ 1---