Investigation of the Mechanical Properties and Microstructure of Nickel Superalloys Processed in Shear Forming

• Autorzy: Żaba K. , Nowosielski M. , Puchlerska S. , Kwiatkowski M. , Kita P. , Głodzik M. , Korfanty K. , Pociecha D. , Pieja T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0426

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja właściwości mechanicznych oraz mikrostruktury superstopów niklu przetwarzanych w procesie kształtowania obrotowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the research results of the mechanical properties and microstructure of the material in initial state and parts made from nickel superalloy Inconel®718 in the rotary forming process with laser heating. In the first step was carried out basic research of chemical composition, mechanical properties, hardness and microstructure of sheet in initial state. Then from the metal sheet, in industrial conditions, was made axisymmetric parts in the flow and shear forming with laser heating. Parts were subjected to detailed studies focused on the analysis of changes in the mechanical properties and microstructure in the relation to the material in initial state. The analysis was based on the tests results of strength and plastic properties, hardness, microstructural observations and X-ray microanalysis in the areas where defects appear and beyond. The results are presented in the form of tables, charts, and photographs of the microstructure.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych oraz mikrostruktury materiału wsadowego i wyrobów wykonanych z superstopu niklu Inconel®718 w procesie kształtowania obrotowego z nagrzewaniem laserowym. W pierwszym etapie zrealizowano podstawowe badania składu chemicznego, właściwości mechanicznych, twardości oraz mikrostruktury blachy wsadowej. Następnie z blachy, w warunkach przemysłowych, wykonano wyroby osiowosymetryczne w procesie kształtowania obrotowego metodą flow i shear formingu z nagrzewaniem laserowym. Wyroby poddano szczegółowym badaniom ukierunkowanym na analizę zmian właściwości mechanicznych oraz mikrostruktury w stosunku do materiału wsadowego. Podstawą analizy były wyniki z testów właściwości wytrzymałościowych i plastycznych, twardości oraz obserwacji mikrostrukturalnych i mikroanalizy rentgenowskiej w obszarach zarówno z wadami, jak i poza nimi. Wyniki przedstawiono w postaci tablic, wykresów oraz fotografii mikrostruktury.

Słowa kluczowe

EN

nickel superalloys; mechanical properties; microstructure; shear forming

PL

superstopy niklu; właściwości mechaniczne; mikrostruktura; kształtowanie obrotowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2637--2644
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Żaba K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Nowosielski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Puchlerska S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kwiatkowski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kita P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Głodzik M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Korfanty K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Pociecha D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Pieja T.

• Prott and Whitney, Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] C. T. Sims, N. S. Stoloff, W. C. Hagel, Superalloys II, Ed. J. Willey & Sons, New York 1987.
• [2] C. T. Sims, A history of superalloy metallurgy for superalloy metallurgists, General Electric Company Schenectady, New York 1984.
• [3] D. A. Metzler, A Gleeble® - base method for ranking the strainage cracking susceptibility of Ni-based superalloys, Welding Journal 87, 249-256 (2008).
• [4] B. E. P. Beeston, L. K. France, The stacking fault energies of some binary nickel alloys fundamental to the Nimonic series, J. Inst. Metals 96, 105-107 (1968).
• [5] Z. Huda, T. Zaharinie, I.H.S.C. Metselaar, S. Ibrahim, J. Min Goh, Kinetics of grain growth in 718 Ni-base superalloy, Archives of Metallurgy and Materials 3, 59, 847-852 (2014).
• [6] S. Kalpakcioglu, On the mechanics of shear spinning, Journal of Engineering for Industry 83, 125-130 (1961).
• [7] W. Qiang, T. Tao, Z. R. Wang, A study of the working force in conventional spinning, Proceedings of the Second International Conference on Technology of Plasticity, Springer, Berlin 1987.
• [8] M. Runge, Spinning and flow forming, Leifeld GmbH Werkzeugmaschinenbau/Verlag Moderne Industrie AG, D-86895, Landsberg/Lech, 1994.
• [9] C. L. Packham, Metal spinning and shear and flow forming, Sheet Metal Industries, 326-329 (1997).
• [10] E. Quigley, J. Monaghan, Metal forming: an analysis of spinning proces, Journal of Materials Processing Technology 103, 114-119 (2000).
• [11] C. C. Wong, T. A. Dean, J. Lin, A review of spinning, shear forming and flow forming processes, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 43, 1419-1435 (2003).
• [12] A. Plewiński, T. Dregner, Spinning and flow forming hardto- deform metal alloys, Archives of Civil and Mechanical Engineering 9, 1, 101-109 (2009).
• [13] M. Nowosielski, K. Żaba, M. Kwiatkowski, D. Woźniak, T. Pieja, Influence of rotary forming process parameters on the quality of the final products made of nickel superalloys (Inconel®) sheets, ICNFM 2014, Wisła, Poland, June 4-6 2014, book of abstracts.
• [14] M. Kwiatkowski, K. Żaba, M. Nowosielski, D. Pociecha, T. Tokarski, P. Kita, Temperature measurement in the rotary forming process of a nickel superalloys (INCONEL) sheet during induction heating, Key Engineering Materials 622-623, 823-830 (2014).
• [15] ISO 6892-1:2009, „Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperaturę”.
• [16] ISO 6508-1:2005, „Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)”.
• [17] G. Vander Voort, Metallography of superalloys, Industrial Heating 70, 40-43 (2003).
• [18] G. Appa Rao, K. Satya Prasad, M. Kumar, M. Srinivas, D.S. Sarma, Effect of standard heat treatment on the microstructure and mechanical properties of hot isostatically pressed superalloy inconel 718, J. Mater. Sci. Technol. 19, 1-9 (2003).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.