Post on 07-May-2018
transcript
Microstruttura di solidificazione della lega
INCONEL625 in getti centrifugati
Silvia Barella, Andrea Gruttadauria, Carlo Mapelli, Davide Mombelli
Dipartimento di Meccanica – Politecnico di Milano, via La Masa 1, 20156 Milano
Matteo Bosatra, Alberto Morini
Fondinox, via Marconi 46, Sergnano (CR)
Materiale e processo tecnologico
Lega a base Ni IN-625
Resistenza meccanica
Stabilità ad alte temperature
Resistenza a corrosione
Prodotti near-net shape
Elevata qualità metallurgica
Asportazione di calore
unidirezionale
Colata centrifuga
Obiettivi del lavoro
Comprensione del
meccanismo di
formazione delle
microporosità
Influenza del tenore
degli alliganti sulle
temperature critiche
del materiale
Lega C Cr Ni Mn Si P S Fe Mo Nb
625_1 0,027 21,47 63,81 0,82 0,81 0,005 0,002 2,16 8,19 2,28
625_2 0,028 21,31 62,93 0,75 0,79 0,006 0,002 2,31 9,2 2,25
625_3 0,028 21,25 62,03 0,81 0,78 0,007 0,002 2,65 9,15 2,85
625_4 0,059 21,13 62,60 0,69 0,86 0,006 0,003 3,25 8,11 2,92
Lega 625_1: condizione as received
B A
microporosità: 0,57%
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 12,1 15,3 - 0,6 32,5 16,2 23,2 Laves
B 1,7 24,7 1,1 2,4 62,7 1,6 5,7 γ
Lega 625_1: analisi calorimetriche
B
A
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A - 3,1 - - 29,6 67,5 - NbC
B - 7,1 - 1,0 16,5 73,2 2,2 NbC
5°C/mi
n
10°C/mi
n
Lega 625_1: solubilizzazione a 1275°C
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 10,1 39,2 4,7 - 25,6 13,8 6,7 Laves
B 1,9 26,0 - 2,5 61,5 2,1 6,0 γ
Effetto: scollamento bordi grano
B
A
30°C/mi
n
Lega 625_2: condizione as received
B A
microporosità: 0,33%
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 11,2 15,7 - 0,7 32,4 15,1 24,9 Laves
B 1,6 23,2 1,0 2,5 62,8 2,1 6,9 γ
Lega 625_2: analisi calorimetriche
B
A
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 10,9 15,6 0,2 0,9 37,3 21,4 13,7 Laves
B - 7,9 - - 10,3 78,1 3,7 NbC
10°C/mi
n
20°C/mi
n
Lega 625_2: solubilizzazione a 1275°C
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A - 6,1 - - 9,1 84,8 - NbC
B - 26,3 1,1 2,3 61,4 1,9 7,1 γ
Effetto: addensamento fasi
secondarie a bordo grano
B
A
30°C/mi
n
Lega 625_3: condizione as received
B
A
Microporosità: 0,013%
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 12,2 14,2 0,2 0,8 32,5 16,7 24,4 Laves
B 1,7 24,4 1,2 3,0 61,7 2,0 6,1 γ
Lega 625_3: analisi calorimetriche
B
A
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 9,6 15,4 0,3 0,7 38,5 17,6 18,0 Laves
B - 7,6 - - 8,6 81,6 2,2 NbC
5°C/mi
n
5°C/mi
n
Lega 625_3: solubilizzazione a 1275°C
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 9,7 18,0 - 1,2 38,1 14,1 19,0 Laves
B - 24,7 0,1 2,6 65,0 1,1 6,6 γ
Effetto: rete discontinua di fasi
secondarie a bordo grano
B
A
30°C/mi
n
Lega 625_4: condizione as received
B
A
Microporosità: 0,086%
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 10,5 17,6 - 1,0 33,1 14,1 23,8 Laves
B 2,3 24,7 0,9 3,9 61,5 1,8 5,0 γ
Lega 625_4: analisi calorimetriche
B
A
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 10,3 17,3 - 1,7 38,5 17,4 14,8 Laves
B 11,0 17,8 - 1,6 39,1 15,8 14,7 Laves
5°C/mi
n
10°C/mi
n
Lega 625_4: solubilizzazione a 1275°C
%at Si Cr Mn Fe Ni Nb Mo Fase
A 9,5 17,8 - 1,2 35,7 15,3 20,5 Laves
B - 26,0 0,9 3,2 62,2 2,5 5,3 γ
Effetto: rete discontinua di fasi
secondarie a bordo grano
B
A
30°C/mi
n
Prove di trazione e di corrosione
Lega Rp0.2 [275 MPa min] Rm [485 MPa min] A [25% min]
625_1 274 ± 2 523 ± 2 54 ± 1
625_2 283 ± 5 529 ± 1 44 ± 3
625_3 296 ± 4 552 ± 2 42 ± 4
625_4 328 ± 2 477 ± 4 17 ± 3
Conclusioni
La presenza di microporosità è legata al rapporto
superficie/volume delle fasi secondarie.
Le variazioni dei tenori degli elementi di lega non
hanno portato a modifiche significative dell’intervallo di
solidificazione.
Velocità di raffreddamento basse favoriscono la
formazione di NbC in luogo della fase di Laves.
Considerati il livello di microporosità, le proprietà
meccaniche e le prove di corrosione, la lega migliore
risulta essere la 625_3 trattata a 1205°C.