Seçici lazer ergitme metodu ile üretilmiş inconel 718 süper alaşım malzemenin mikroyapısal karakterizasyonu ve yüksek sıcaklık özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Seçici Lazer Ergitme yöntemi ile üretimi gerçekleştirilen Inconel 718 malzemenin, farklı yaşlandırma prosesleri sonrası, yüksek sıcaklıkta ve oda sıcaklığındaki özellikleri hadde ürünü Inconel 718 ile kıyaslanarak incelenmiştir. Bu bağlamda; üretildiği haliyle, geleneksel yaşlandırma ve soğutma kontrollü yaşlandırma ısıl işlemleri sonrası hadde ve SLM ürünü numunelere, yoğunluk ve Vickers mikrosertlik ölçümü, oda-yüksek sıcaklık çekme ve aşınma testleri uygulanmıştır. Optik mikroskop ve SEM yardımıyla, mekanik testler öncesi ve sonrası mikroyapı görüntüleri alınmıştır. Mekanik testler ve mikroyapı görüntülemelerinden elde edilen bilgiler, XRD ve EDS gibi karakterizasyon teknikleri ile desteklenerek, yorumlanmıştır. Kırık yüzey görselleri üzerinden fraktografik incelemeler yapılmıştır. Bu çalışma için geliştirilen soğutma kontrollü yaşlandırma ısıl işlemine tabi tutulmuş numunelerin, oda sıcaklığında geleneksel yolla yaşlandırılmış numunelere kıyasla daha yüksek performans sunduğu anlaşılmıştır. Oda sıcaklığında gerçekleştirilen çekme testlerinde, soğutma kontrollü yaşlandırma ile SLM numunelerin kopma uzamasında yaklaşık %20, hadde numunelerde ise yaklaşık %50’lik bir artış sağlanmıştır. Hem oda sıcaklığı hem yüksek sıcaklık aşınma dayanımında iyileşme tespit edilmiştir. Soğutma kontrollü yaşlandırma sayesinde ostenitik matris oluşumu tam anlamıyla gerçekleşmiş, ostenitik geçiş fazların ve metal karbürlerin çökelmesi sağlanmıştır.

The properties of Inconel 718 material manufactured by Selective Laser Melting at room and high temperatures after different ageing processes have been investigated by comparing them with wrought Inconel 718. In this context, density measurement, Vickers microhardness measurement, room and high temperature tensile and wear tests were performed on the as-produced, wrought and SLM product samples after conventional aging and cooling controlled aging heat treatments. Microstructure images were taken before and after mechanical tests by optical microscope and SEM. The information obtained from mechanical tests and microstructure images were supported and interpreted by characterisation techniques such as XRD and EDS. Fractography analyses were performed on the fracture surface images. The specimens cooling-controlled aging heat-treated developed for this study were found to offer higher performance at room temperature compared to conventionally aged specimens. In tensile tests carried out at room temperature, an increase of about 20% in the elongation at break of SLM specimens and about 50% in rolling specimens was achieved by cooling-controlled aging. Both room temperature and high-temperature abrasion resistance were improved. Thanks to cooling-controlled aging, austenitic matrix formation was fully realized and austenitic transition phases and metal carbides were precipitated.