Caracterização macro e microestrutural de uma junta soldada de revestimento com superligas / Macro and microstructural characterization of a welded joint with superalloys

Adriano Carlos Francisco, Ana Isabel de Carvalho Santana, Wilma Clemente de Lima Pinto, Sinara Borborema Gabriel, Monica Costa Rezende

Abstract


As superligas são usadas em aplicações que requerem alto desempenho mesmo sob severas condições de trabalho. Nesse grupo, as mais comuns são as superligas à base de níquel, em que se destaca o Inconel 718. A resistência mecânica do Inconel 718 é graças à precipitação das fases endurecedoras γ’ (Ni3Al,Ti) e γ’’ (Ni3Nb) na matriz austenítica. No entanto, em exposição a temperaturas maiores que 650°C por longo período de tempo, pode levar ao coalescimento dos precipitados resultando na diminuição da resistência mecânica. Outra situação indesejável é a ocorrência de oxidação intergranular – Oxidation Assisted Integranular Cracking (OAIC). Esse fenômeno reduz drasticamente a ductilidade, levando o material rapidamente à fratura frágil quando submetido à tensão. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho é realizar uma soldagem com um revestimento que tenha como característica melhorar a resistência à oxidação a altas temperaturas do Inconel 718. Para atingir tal objetivo, amostras da superliga foram soldadas pelo processo laser cladding com pó de Ni-Cr-Al-Hf-Y. Uma análise macro e microestrutural foi conduzida. Resultados mostraram que a solda realizada foi totalmente aderente e íntegra. A microestrutura da ZTA apresentou intensa precipitação de fase δ e a da ZF finas dendritas equiaxiais predominantemente.

Keywords


soldagem, laser cladding, Inconel 718, análise microestrutural

References


SIMS, C. T. "A history of superalloy metallurgy for superalloy metallurgists." Superalloys, p. 399-419, 1984.

ASM METALS HANDBOOK. Volume 2 - Properties and selection of nonferrous alloys and special purpose materials: nickel and nickel alloys. [S.l.]: ASM International, 1990.

DECKER, R. F. "The Evolution of Wrought Age-Hardenable Superalloys - Nickel: a Century of Innovation -Overview". The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), p. 32-36, 2006.

REZENDE, M.C.; ARAÚJO, L.S.; GABRIEL, S.B.; DILLE, J.; DE ALMEIDA, L.H. “Oxidation assisted intergranular cracking under loading at dynamic strain aging temperatures in Inconel 718 superalloy”. Journal of Alloys and Compounds, v.643, p. S256 - S259, 2015

de VASCONCELOS, V. A., de Deus, H. D., de SIQUEIRA, M. C., REZENDE, M. C., de ALMEIDA, L. H. “Oxidation assisted intergranular cracking in 718 Nickel Superalloy: on the mechanism of dynamic embrittlement”. Journal of Materials Research and Technology, v. 7(3), p. 319-25, 2018.

REZENDE, M.C. “Estudo sobre o efeito de diferentes tratamentos térmicos na ocorrência de envelhecimento dinâmico no Inconel 718”. Tese de doutorado, COPPE/ UFRJ, 2015.

SINGH, J., K. NAGARATHNAM, J. MAZUMDER. "Laser cladding of Ni-Cr-AI-Hf on Inconel 718 for improved high temperature oxidation resistance." High Temperature Technology, v. 5(3), p. 131-137, 1987.

SINGH, J., MAZUMDER, J. “Effect of extended solid solution of Hf on the microstructure of the laser clad Ni-Fe-Cr-Al-Hf alloys”. Acta Metallurgica, v. 35(8), p. 1995-2003, 1987.

STAICU, A.R., “Review of the Laser Cladding Technology”, Metalurgia, v. 64-5, p. 36-40, 2012.

WOOD, G.; HAMRE, D. “Laser Cladding Process - Fundamentals and Applications”. Welding Journal, v. 97, p. 32-35, 2018.

FRANCISCO, A. C., SANTANA, A. I. C., REZENDE, M. C. "Estudo sobre soldagem de revestimento utilizando o processo laser cladding." Brazilian Journal of Development, v. 6.9, p. 64681-64694, 2020.

DONACHIE, M., DONACHIE, S., Superalloys: A Technical Guide. ASM International, 2 ed., USA, 2002.

DAVIS, J. R., ed. ASMS Specialty Handbook: Heat-Resistant Materials. ASM International, 1997.

CAMPBELL, F.C, Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials, Elsevier Science & Technology Books, 2006.

RAM, G. D. J. et al. "Microstructure and tensile properties of Inconel 718 pulsed Nd-YAG laser welds." Journal of Materials Processing Technology, v. 167.1, p. 73-82, 2005.

RICHARDS, N. L., HUANG, X., CHATURVEDI, M. C. "Heat affected zone cracking in cast Inconel 718." Materials Characterization, v. 28.4, p. 179-187, 1992.

REBELLO, J. M. A., Apostila: “Metalurgia da Soldagem”, Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE/ UFRJ.




DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n2-366

Refbacks

  • There are currently no refbacks.