Laser Surfacing of Superalloy Inconel 738LC-Based Alloy Stellite 694 – Overlay Weld Imperfections

• Autorzy: Gradzik A. , Nawrocki J. , Mrówka-Nowotnik G. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2017.4/3

Warianty tytułu

PL

Napawanie laserowe stopu Stellite 694 na podłożu nadstopu Inconel 738LC - wady napoiny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research involved the analysis of test results concerning the effect of laser surfacing process conditions on the characteristics of an overlay weld made of alloy Stellite 694 on the substrate of nickel superalloy Inconel 738LC as well as the determination and specification of the most common overlay weld imperfections. The overlay weld subjected to the tests was made using a Yb:YAG disc laser having a power of 1 kW and a filler metal in the form of powdered Stellite 694 cobalt alloy. The research led to the development of process conditions and the identification of major overlay weld imperfections including lacks of penetration, gas pores and microcracks in the base material. The formation of above-named imperfections could be ascribed to low laser radiation power density (< 30 kW/cm²), the excessive overlap of consecutive tracks (> 60% of the sin-gle track width) and the insufficient gas shielding of liquid metal in the weld pool.

PL

Przeprowadzono analizę wyników badań w zakresie oddziaływania warunków procesu napawania laserowego na charakterystykę napoiny Stellite 694 na podłożu nad¬stopu niklu Inconel 738LC oraz scharakteryzowano najczęściej występujące wady napoiny. Do wytworzenia napoiny stosowano laser dyskowy. YbrYAG o mocy l kW oraz materiał dodatkowy - proszek stopu kobaltu Stellite 694. Opracowano warunki procesu i stwierdzono, że głównymi wadami wytworzonej napoiny są: brak przetopu, pęcherze gazowe i mikropęknięcia materiału podłoża. Przyczyną tych wad jest m. in. mała gęstość mocy promieniowania laserowego (< 30 kW/crrr). zbyt duży stopień nakładania się kolejnych ścieżek (> 60% szerokości pojedynczej ścieżki) oraz niedostateczna osłona gazowa ciekłego metalu w jeziorku napoiny.

Słowa kluczowe

EN

laser surfacing; substrate Inconel 738LC; overlay weld Stellite 694; microstructure morphology; overlay weld imperfections

PL

napawanie laserowe; podłoże Inconel 738LC; napoina Stellite 694; wady napoiny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 61, No. 4
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., wykr., rys., fot.

Twórcy

autor

Gradzik A.

• Rzeszów University of Technology

autor

Nawrocki J.

• Rzeszów University of Technology

autor

Mrówka-Nowotnik G.

• Rzeszów University of Technology

autor

Sieniawski J.

• Rzeszów University of Technology

Bibliografia

• [1] Sieniawski J.: Kryteria i sposoby oceny materiałów na elementy lotniczych silników turbinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 1995.
• [2] Reed C. R.: The superalloys: Fundamentals and applications. Cambridge University Press, Cambridge, 2006. http://dx.doi.org/10.1017/cbo9780511541285
• [3] Davis J. R.: ASM Specialty Handbook – nickel, cobalt and their alloys. ASM International, Ohio, 2000.
• [4] Klimpel A.: Napawanie i natryskiwanie cieplne. WNT, Warszawa, 2000.
• [5] Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa, 1995.
• [6] Klimpel A.: Technologie laserowe – spawanie, napawanie, stopowanie, obróbka cieplna i cięcie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2012.
• [7] Gradzik A., Mrówka-Nowotnik G., Nawrocki J., Sieniawski J.: Wpływ warunków procesu napawania laserowego na mikrostrukturę i twardość napoiny Stellite 694 na podłożu z nadstopu niklu Inconel 738LC. Mechanik, 2016, t. 89, no. 4, pp. 276-281. http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.4.36
• [8] Ion J. C.: Laser Processing of Engineering Materials. Elsevier, Oxford, 2005.
• [9] Toyserkani E., Khajepour A., Corbin S.: Laser Cladding. CRC Press LLC, Boca Raton, 2005.
• [10] Nowotny S., Scharek S., Beyer E., Richter K. H.: Laser beam build-up welding: precision in repair, surface cladding, and direct 3D metal deposition. Journal of Thermal Spray Technology, 2007, vol. 16, no. 3, pp. 345-348. http://dx.doi.org/10.1007/s11666-007-9028-5
• [11] Syed W. U. H., Pinkerton A. J., Li L.: A comparative study of wire feeding and powder feeding in direct diode laser deposition for rapid prototyping. Applied Surface Science, 2005, vol. 247, no. 1-4, pp. 268–276. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.01.138
• [12] Sexton L., Lavin S., Byrne G., Kennedy A.: Laser cladding of aerospace materials. Journal of Materials Processing Technology, 2002, vol 122, no. 1, pp. 63-68. http://dx.doi.org/10.1016/s0924-0136(01)01121-9
• [13] Sidhu R. K., Ojo O. A., Chaturvedi M. C.: Microstructural analysis of laser-beam-welded directionally solidified INCONEL 738. Metallurgical and Materials Transactions A, 2007, vol. 38, no. 4, pp. 858-870. http://dx.doi.org/10.1007/s11661-006-9063-8
• [14] Lachowicz M., Dudziński W., Haimann K., Podrez-Radziszewska M.: Microstructure transformations and cracking in the matrix of γ–γ’ superalloy Inconel 713C melted with electron beam. Materials Science and Engineering A, 2008, vol. 479, no. 1-2, pp. 269-276. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2007.06.064
• [15] Montazeri M., Malek Ghaini F., Ojo O. A.: Heat input and the liquation cracking of laser welded IN738LC superalloy. Welding Journal, 92 (2013) 9, pp. 258-264.
• [16] Durand-Charre M.: The microstructure of superalloys. Gordon and Breach Science Publishers, London, 2003.
• [17] El-Bagoury N., Nofal A.: Microstructure of an experimental Ni base superalloy under various casting conditions. Materials Science and Engineering A, 2010, vol. 527, no. 29-30, pp. 7793-7800. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2010.08.050
• [18] Idowu O.A., Ojo O.A., Chaturvedi M.C.: Microstructural Study of Transient Liquid Phase Bonded Cast INCONEL 738LC Superalloy. Metallurgical and Materials Transactions A, 2006, vol. 37, no. 9, pp. 2787-2796. http://dx.doi.org/10.1007/bf02586111
• [19] Lippold J. C.: Welding metallurgy and weldability. John Wiley & Sons, New Jersey. 2015. http://dx.doi.org/10.1002/978111896033231

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 43-46.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).