Weldability and Hot Cracking Susceptibility of Additive Manufactured Ni-based Alloy

增材制造镍基合金的焊接性和热裂纹敏感性

基本信息

批准号：
22KF0234
负责人：
門井浩太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0234/
关键词：
積層造形高温割れ Ni基合金液化割れ

项目摘要

2021年度に引き続き，本研究で対象とするNi基超合金Haynes282を用いたEBM材のミクロ組織解析や力学的特性を評価するとともに，この材料を用いた場合の液化割れ感受性の評価方法の構築に向けた検討を行った．電子ビームを用いた金属粉末床溶融結合（EMB）にて作製したHaynes282材に対して熱処理を施し，EBMの条件や造形体の場所毎でのミクロ組織形態，硬さ分布，高温引張特性等を調査した．その結果，第二相の析出は積層過程中に生じ，約1000℃，8時間での熱履歴を経ると炭化物が生成することが示唆された．積層材底部では，約 1μmのM3B2や炭化物や約110 nmのγ’相が形成した．底部の硬さは350 HV程度，上部は400 HVを示し，γ'の大きさが硬さに影響を及ぼすことがわかった．さらに，底部及び上部の引張強度，降伏強度，破断伸びは，それぞれ1040 MPa，1090 MPa，805 MPa，825 MPa，20%，24 %であった．鍛造材は，940 MPa、650 MPa、40%であることから，鍛造材に比して高い破断強度と降伏強度を示すのに対し，破断伸びは低下する傾向を示すことを見出した．また，高温割れ感受性評価の結果，Haynes282の含有元素であるCやBは適切な含有量であれば，凝固末期での共晶相の生成により高温割れ感受性は改善するものの，含有量が少ないと割れ感受性は増大する．これは凝固過程で生ずるMC炭化物や，M3B2ホウ化物の生成が，凝固偏析を緩和することによることが示された．加えて，その場観察と高温引張試験の併用による，高温割れ発生の評価手法の構築に取り組み，割れ発生現象の動的な測定方法を検討し，試験の制御手法や高温での評価指標の導出方法を求めた．

在2021财年之后，我们使用基于NI的Superaly Haynes282评估了EBM材料的微观结构分析和机械性能，该材料是这项研究的主题，还研究了一种评估使用此材料时液化破裂易感性的方法。 Haynes282通过金属粉末床熔融键合（EMB）使用电子束进行热处理，以研究模型每个位置的EBM，微结构形态，硬度分布，高温拉伸性能等。结果表明，第二阶段的沉淀发生在层压过程中，并且在约1000°C的热史经历了8小时后形成碳化物。在层压板的底部，形成约1μm的M3B2，碳化物和大约110 nm的γ'相。底部硬度约为350 HV，顶部为400 HV，发现γ'的大小会影响硬度。此外，底部和顶部断裂的拉伸强度，屈服强度和伸长率分别为1040 MPa，1090 MPa，805 MPa，825 MPa，20％和24％。锻造材料的940 MPa，650 MPa和40％的材料比锻造材料显示出更高的断裂强度和屈服强度，而断裂时的伸长率往往会降低。此外，由于对高温裂纹敏感性的评估，如果适当地包含了Haynes282中包含的元素C和B的元素C和B，则高温裂纹灵敏度通过在固体结束时形成倍率相位的高温裂纹敏感性会提高，但是如果内容较小，则裂纹敏感性会增加。这已被证明是由于在固化过程中通过放松固化隔离而形成的MC碳化物和M3B2硼。此外，我们致力于创建一种方法，通过结合原位观察和高温拉伸测试来评估高温裂纹，并研究了用于开裂发生现象的动态测量方法，并确定了一种用于在高温下在高温下得出评估指标的测试控制方法和方法的方法。