Wpływ temperatury i intensywności odkształcenia na mikrostrukturę stopu Inconel 718

• Autorzy: Krawczyk J. , Łukaszek-Sołek A. , Śleboda T.

Warianty tytułu

EN

The influence of the temperature and equivalent strain on microstructure of Inconel 718 alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem niniejszego artykułu było określenie wpływu temperatury oraz prędkości odkształcenia na mikrostrukturę stopu Inconel 718. Próbki spęczano w symulatorze termomechanicznym Gleeble w temperaturze: 900, 1000, 1050, 1100, 1150 i 1200 °C z prędkością odkształcenia: 0,01; 0,1; 1; 10 i 100 s–1 do odkształcenia rzeczywistego równego 1. Przedstawiono diagramy opisujące wpływ temperatury i prędkości odkształcenia na zakres występowania fazy δ oraz rekrystalizację dynamiczną badanego stopu. Zaobserwowano, że osnowa ulega w całej objętości rekrystalizacji dynamicznej jeszcze przed rozpuszczeniem wydzieleń fazy δ. Ponadto wybielenia fazy δ w przypadku gdy występują w odpowiednio dużym udziale i morfologii płytkowej, efektywnie blokują rozrost ziarn powstałych w wyniku rekrystalizacji dynamicznej. Na rekrystalizację dynamiczną istotny wpływ ma również intensywność odkształcenia oraz czas ekspozycji materiału na działanie zadanej temperatury. Powoduje to, że proces rekrystalizacji dynamicznej w stopniu najmniejszym zachodzi dla prędkości odkształcenia 1 s–1. Postęp rekrystalizacji oraz rozrost ziarna po rekrystalizacji determinuje zmniejszenie twardości materiału po odkształceniu.

EN

This work discusses the influence of the processing temperature and processing strain rate on the microstructure of Inconel 718 alloy. The samples were compressed on Gleeble thermomechanical simulator at the temperatures: 900, 1000, 1050, 1100, 1150 and 1200 °C with strain rates: 0.01; 0.1; 1; 10 and 100 s–1 to a total true strain of 1. The diagrams describing the influence of temperature and processing strain rate on δ phase occurence and on dynamic recrystallization of the investigated alloy. It was observed, that the whole volume of the alloy underwent dynamic recrystallization before dissolution of δ phase. Moreover, precipitates of δ phase, when existing in appropriate big volume fracture and lamellar morphology, effectively restrict growth of recrystallized grains. Equivalent strain and overall time at given processing temperature have also influence on dynamic recrystallization. The extent of dynamic recrystallization was smallest in the case of the material deformed with a strain rate of 1 s–1. Progress of dynamic recrystallization as well as subsequent grain growth determine drop in hardness of Inconel 718 alloy.

Słowa kluczowe

PL

stopy niklu; Inconel 718; rekrystalizacja; odkształcenie plastyczne; faza δ

EN

nickel alloys; Inconel 718; recrystallization; plastic deformation; δ phase

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 11
• Strony: 651--658
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., il.

Twórcy

autor

Krawczyk J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Łukaszek-Sołek A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Śleboda T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Chang S.-H.: In situ TEM observation of γ’, γ’’ and δ precipitations on Inconel 718 superalloy through HIP treatment. Journal of Alloys and Compounds 2009, t. 486, s. 716-721.
• 2. Abdul Aleem B. J., Hashmi M. S. J., Yilbas B. S.: Laser controlled melting of pre-prepared Inconel 718 alloy surface. Optics and Lasers in Engineering 2011, t. 49, s. 1314-1319.
• 3. Devillez A., Schneider F., Dominiak S., Dudzinski D., Larrouquere D.: Cutting forces and wear in dry machining of Inconel 718 with coated carbide tools. Wear 2007, t. 262, s. 931-942.
• 4. Hashimoto N., Hunn J. D., Byun T. S., Mansur L. K.: Microstructural analysis of ion-irradiation-induced hardening in Inconel 718. Journal of Nuclear Materials 2003, t. 318, s. 300-306.
• 5. Kashyap B. P., Chaturvedi M. C.: The effect of prior annealing on high temperature flow properties of and microstructural evolution in SPF grade IN718 superalloy. Materials Science and Engineering A 2007, t. 445-446, s. 364-373.
• 6. Stępniowska E., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.: Analiza wydzieleń faz γ’ i γ” umacniających stop Inconel 718. Mat. Konf. Konferencji Naukowej zorganizowanej z okazji 85-lecia Katedry Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, ed. G. Michta, maj 2007, Kraków, s. 164-167.
• 7. Stępniowska E., Dubiel B., Geiger D., Formanek P., Czyrska-Filemonowicz A.: Analiza wydzieleń faz γ’ i γ’’ w nadstopie niklu IN718 metodami wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej i holografii elektronowej. Mat. Konf. XXXVI Szkoła Inżynierii Materiałowej, red. J. Pacyna, 23-26 IX 2008, Kraków–Krynica, s. 61-65.
• 8. Kruk A., Cempura G., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.: 658 Application of EFTEM and FIB electron tomography to 3D visualization and metrology of nanoparticles in Inconel 718 superalloy. Inżynieria Materiałowa 2010, t. 31, nr 3, s. 606-609.
• 9. Stępniowska E., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.: Charakterystyka mikrostruktury nadstopu niklu Inconel 718 dla lotnictwa. Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego 2006, t. 11, s. 165-171.
• 10. Kulawik K., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.: Metrology and morphology of γ’ and γ” nanoparticles in Inconel 718 measured by FIB-SEM tomography. Solid State Phenomena 2013, t. 197, s. 131-136.
• 11. Dubiel B., Kruk A., Stępniowska E., Cempura G., Geiger D., Formanek P., Hernandez J., Midgley P., Czyrska-Filemonowicz A.: TEM, HRTEM, electron holography and electron tomography studies of γ’ and γ” nanoparticles in Inconel 718 superalloy. Journal of Microscopy 2009, t. 236, s. 149-157.
• 12. Kulawik K., Kruk A., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.: Three-dimensional visualization and metrology of nanoparticles in Inconel 718 by electron tomography. Solid State Phenomena 2012, t. 186, s. 45-48.
• 13. Zhang S.-H., Zhang H.-Y., Cheng M.: Tensile deformation and fracture characteristics of delta-processed Inconel 718 alloy at elevated temperature. Materials Science and Engineering A 2011, t. 528, s. 6253-6258.
• 14. Chamanfar A., Sarrat L., Jahazi M., Asadi M., Weck A., Koul A. K.: Microstructural characteristics of forged and heat treated Inconel-718 disks. Materials and Design 2013, t. 52, s. 791-800.
• 15. Yuan H., Liu W.C.: Effect of the δ phase on the hot deformation behavior of Inconel 718. Materials Science and Engineering A 2005, t. 408, s. 281-289.
• 16. Liu W. C., Xiao F. R., Yao M., Chen Z. L., Jiang Z. Q., Wang S. G.: The influence of cold rolling on the precipitation of delta phase in Inconel 718 alloy. Scripta Materialia 1997, t. 37, nr 1, s. 53-57.
• 17. Marchionni M. Onofrio G.: Influence of grain size on high temperature low cycle fatigue and fatigue crack propagation of a nickel base superalloy. ECF 8 Fracture Behaviour and Design of Materials and Structures, 1990, Torino, Italy, s. 1243-1248.
• 18. Yeh A.-Ch., Lu K.-W., Kuo Ch.-M., Bor H.-Y., W ei C h.-N.: Effect of serrated grain boundaries on the creep property of Inconel 718 superalloy. Materials Science and Engineering A 2011, t. 530, s. 525-529.
• 19. Dix A. W., Hyzak J. M., Singh R. P.: Application of ultra fine grain alloy 718 forging billet. Superalloys 1992, s. 23-32.
• 20. Alexandre F., Deyber S., Pineau A.: Modelling the optimum grain size on the low cycle fatigue life of a Ni based superalloy in the presence of two possible crack initiation sites. Scripta Materialia 2004, t. 50, nr 1, s. 25-30.
• 21. Krawczyk J., Łukaszek-Sołek A., Śleboda T., Bała P., Bednarek S., Wojtaszek M.: Strain induced recrystallization in hot forged Inconel 718 alloy. Archives of Metallurgy and Materials 2012, t. 57, s. 593-603.
• 22. Krawczyk J., Śleboda T., Łukaszek-Sołek A., Bała P.: Wpływ warunków odkształcenia plastycznego na rekrystalizację stopu Monel K-500 o niejednorodnej mikrostrukturze. Mat. Konf. XL Szkoła Inżynierii Materiałowej, red. J. Pacyna, 24-27 IX 2012, Kraków, s. 409-415.
• 23. Krawczyk J., Śleboda T., Łukaszek-Sołek A., Bała P., Klusek Ł.: Wpływ warunków odkształcenia plastycznego na zmiany mikrostruktury stopu Inconel 625. Mat. Konf. XL Szkoła Inżynierii Materiałowej, red. J. Pacyna, 24-27 IX 2012, Kraków, 403-408.
• 24. Mitsche S., Sommitsch Ch., Huber D., Stockinger M., Poelt P.: Assessment of dynamic softening mechanisms in Allvac® 718PlusTM by EBSD analysis. Materials Science and Engineering A 2011, t. 528, s. 3754-3760.
• 25. Thomas A., El-Wahabi M., Cabrera J. M., Prado J. M.: High temperature deformation of Inconel 718, Journal of Materials Processing Technology 2006, t. 177, s. 469-472.
• 26. Na Y.-S., Yeom J.-T., Park N.-K., Lee J.-Y.: Simulation of microstructures for Alloy 718 blade forging using 3D FEM simulator. Journal of Materials Processing Technology 2003, t. 141, s. 337-342.
• 27. Lee W.-S., Lin Ch.-F., Chen T.-H., Chen H.-W.: Effects of temperature and strain rate on deformation behaviour of Inconel 718 alloy. Materials Chemistry and Physics 2011, t. 129, s. 832-839.
• 28. Krawczyk J., Bała P., Łukaszek-Sołek A., Śleboda T., Maruszak D., Gradzik A., Skowronek T.: Wpływ temperatury odkształcania na mikrostrukturę stopu Inconel 718. Mat. Konf. XLI Szkoła Inżynierii Materiałowej, red. J. Pacyna, 24-27 IX 2013, Kraków–Krynica, s. 419-425.