Characterization of microstructure and mechanical properties of electron beam welded Allvac 718Plus butt welded joint

• Autorzy: Dziuba O. , Kruk A. , Michta G.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2016.6.3

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka mikrostruktury i właściwości mechanicznych doczołowego złącza spawanego wiązką elektronów ze stopu Allvac 718Plus

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Allvac 718Plus (718Plus) is a high strength, corrosion resistant commercial polycrystalline nickel-based superalloy developed by ATI ALLVAC over 10 years ago. 718Plus has been designed to fuse the most desired properties of Inconel 718 and Waspaloy, producing advantages of good mechanical properties, higher working temperature than Inconel 718, good fabricability and reasonable cost of production. 718Plus is strengthened by γʹ phase and other precipitates which are located mainly at grains boundaries. Compared to Inconel 718, 718Plus has increased concentration of Al, Ti and Co and decreased amount of Fe. Weldability of 718Plus is comparable to Inconel 718, thus there is a risk of intergranular microcracking in heat affected zone (HAZ). The test joint have been welded autogenously using electron beam at 120 kV accelerating voltage, 10 mA current and 78 cm/min welding speed. The microstructure of casted base material, heat affected zone (HAZ) and weld metal of electron beam welded 718Plus were investigated by means of light (LM) and scanning electron microscopy (SEM). SEM observations of welded joint microstructure were performed using secondary electrons (SEM–SE). SEM/EDS analysis were carried out. Both MC type carbides and Laves phase were observed in interdendritic regions of base material. The microstructure of heat affected zone was composed of γ matrix, γʹ phase and MC-type carbides, Laves phase and Laves/γ eutectic. In weld metal zone no γʹ precipitates were observed. The microhardness measurements have shown a decrease in weld metal and HAZ. It can be caused by an influence of the welding process thermal cycle.

PL

Allvac 718Plus (718Plus) to stosunkowo niedawno opracowany nadstop na bazie niklu. 718Plus. Jest pierwszym nadstopem niklu zaprojektowanym zarówno na obrotowe, jak i statyczne podzespoły silników odrzutowych. Temperatura pracy 718Plus jest o około 50°C wyższa niż stopu 718, co zapewnia stabilność właściwości mechanicznych do 704°C. Ponadto charakteryzuje się spawalnością podobną do nadstopu 718, a koszty wytwarzania są mniejsze niż w przypadku stopu Waspaloy. Te zalety są wynikiem modyfikacji składu chemicznego Inconela 718, polegające na zwiększeniu proporcji Al/Ti oraz dodatkami W i Co zamiast Fe. Spawanie wiązką elektronów (EBW) oraz spawanie łukowe elektrodą nietopliwą (GTAW) są procesami, które mogą być stosowane podczas napraw komponentów silników odrzutowych oraz turbin gazowych, które zostały wyprodukowane z nadstopów na bazie niklu. Celem pracy była ocena poprawności procesu spawania wiązką elektronów nadstopu 718Plus oraz charakterystyka mikrostruktury poszczególnych stref spawanego złącza.

Słowa kluczowe

EN

718Plus; electron beam welding; SEM

PL

718Plus; spawanie wiązką elektronów; SEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37, nr 6
• Strony: 295--299
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Dziuba O.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków, Poland

autor

Kruk A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków, Poland

autor

Michta G.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Andersson J., Sjöberg G., Hänninen H.: Metallurgical response of electron beam welded Allvac® 718Plus™. Hot Cracking Phenomena in Welds III (2011) 415÷428.
• [2] Vishwakarma K. R., Richards N. L., Chaturvedi M. C.: Microstructural analysis of fusion and heat affected zones in electron beam welded ALLVAC ® 718PLUS™ superalloy. Materials Science and Engineering A 480 (2008) 517÷528.
• [3] Jeniski R. A. Jr., Kennedy R. L.: Development of ATI Allvac® 718Plus® Alloy and Applications. ATI Allvac, an Allegheny Technologies company (2014) 1÷11.
• [4] Xie X., Dong J., Wang G., You W.: The effect of Nb, Ti, Al on precipitation and strengthening behavior of 718-type superalloys. Superalloys 718, 625 and Derivatives 2005 (2005) 287÷298.
• [5] Bayha T. D., Lu M., Kloske K. E.: Investment casting of Allvac® 718Plus™ alloy. Superalloys 718, 625 and Derivatives 2005 (2005) 223÷232.
• [6] Andersson J.: Weldability of precipitation hardening superalloys – influence of microstructure. PhD Thesis, Göteborg, Sweden (2011).
• [7] Pilarczyk J.: Poradnik inżyniera. Spawalnictwo. Tom 2. WNT, Warszawa (2014).
• [8] Mitchell A., Schmalz A., Schvezov C., Cockcroft S. L.: The precipitation of primary carbides in alloy 718. Superalloys 718, 625 and Derivatives 1994 (1994) 65÷78.

Uwagi

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