Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm của các mối hàn giữa các hợp kim siêu bền dựa trên Nickel bằng phương pháp hàn chùm electron và hàn ma sát xoay
Tóm tắt
Bài báo này trình bày các tính chất kim loại và cơ học của các mối hàn giữa các kim loại không đồng nhất giữa các hợp kim siêu bền dựa trên Nickel, cụ thể là Inconel 718 và Nimonic 80A. Các kim loại cơ bản đã được hàn bằng các quy trình hàn chùm electron (EBW) và hàn ma sát xoay (RFW). Kiểm tra chụp X-quang trên cả hai mối hàn cho thấy không có khuyết tật hàn. Các bề mặt hàn trong cả hai mối hàn đều mịn màng và liên tục mà không có bất kỳ khuyết tật hàn nào như rỗ khí, nứt, tạp chất và khoảng trống. Các hình dạng tinh thể giáp xác và các hạt hình kim loại dạng cùng phương hướng với kích thước nhỏ rất tinh khiết được quan sát thấy ở vùng dung dịch của các mối hàn EBW. Các hạt rất nhỏ được nhận thấy trong vùng tái kết tinh động (DRX) của các mối hàn RFW. Một kết cấu ngẫu nhiên do sự định hướng tinh thể ngẫu nhiên, một tỷ lệ lớn hơn của biên hạt góc nhỏ (LAGB), và một tỷ lệ nhỏ hơn của các biên lưới vị trí trùng hợp (CSL) được quan sát thấy trong vùng dung dịch của các mối hàn EBW. Một tỷ lệ lớn hơn của LAGB so với các mối hàn EBW được quan sát thấy trong vùng hòa trộn của các mối hàn RFW. Độ bền kéo tối đa của các mối hàn RFW được phát hiện cao hơn so với các mối hàn EBW. Ngược lại, các mối hàn EBW cho thấy độ dẻo cao hơn so với các mối hàn RFW. Sự gãy kéo xảy ra trong vùng dung dịch của các mối hàn EBW trong khi nó ở vùng TMAZ trong các mối hàn RFW. Tất cả các thử nghiệm cơ học bao gồm kéo, uốn và va đập Charpy cùng với phân tích gãy đã xác nhận hành vi dẻo và giòn của các mối hàn EBW và RFW, tương ứng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
K. Singh, Advanced Materials for Land Based Gas Turbines, Trans. Indian Inst. Met., 2014, 67, p 601–615. https://doi.org/10.1007/s12666-014-0398-3
J.N. DuPont, J.C. Lippold and S.D. Kiser, Welding Metallurgy and Weldability of Nickel-Base Alloys, 1st ed. Wiley, Hoboken, 2009.
M. Antonio Mateo García, BLISK Fabrication by Linear Friction Welding, Adv Gas Turbine Technol, 2011 https://doi.org/10.5772/21278
Z. Sun and R. Karppi, The Application of Electron Beam Welding for the Joining of Dissimilar Metals: An Overview, J. Mater. Process. Technol., 1996, 59, p 257–267. https://doi.org/10.1016/0924-0136(95)02150-7
H. Zhang, P. Li, Q. Wang, Z. Guan, Y. Liu and X. Gong, Electron Beam Welding of Nimonic 80A Superalloy: Microstructure Evolution and EBSD Study After Aging Heat Treatment, J. Mater. Eng. Perform., 2019, 28, p 741–752. https://doi.org/10.1007/s11665-018-3817-5
H. Zhang, J.K. Li, Z.W. Guan, Y.J. Liu, D.K. Qi and Q.Y. Wang, Electron Beam Welding of Nimonic 80A: Integrity and Microstructure Evaluation, Vacuum, 2018, 151, p 266–274. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.01.021
G. Madhusudhana Reddy, C.V. Srinivasa Murthy, K. Srinivasa Rao and R.K. Prasad, Improvement of Mechanical Properties of Inconel 718 Electron Beam Welds-Influence of Welding Techniques and Postweld Heat Treatment, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2009, 43, p 671–680. https://doi.org/10.1007/s00170-008-1751-7
C.A. Huang, T.H. Wang, C.H. Lee and W.C. Han, A Study of the Heat-Affected Zone (HAZ) of an Inconel 718 Sheet Welded With Electron-Beam Welding (EBW), Mater. Sci. Eng. A., 2005, 398, p 275–281.
T. Sonar, V. Balasubramanian and S. Malarvizhi, An Overview on Welding of Inconel 718 Alloy - Effect of Welding Processes on Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Joints, Mater. Charact., 2021, 174, 110997. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2021.110997
M.B. Uday, M.N.A. Fauzi, H. Zuhailawati and A.B. Ismail, Advances in Friction Welding Process: A review, Sci. Technol. Weld. Join., 2010, 15, p 534–558. https://doi.org/10.1179/136217110X12785889550064
R. Damodaram, S.G.S. Raman and K.P. Rao, Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded Alloy 718, Mater. Sci. Eng. A., 2013, 560, p 781–786.
V.T. Gaikwad, M.K. Mishra, V.D. Hiwarkar and R.K.P. Singh, Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded Carbon Steel (EN24) and Nickel Based Superalloy (IN718), Int. J Miner. Metall. Mater., 2021, 28, p 111–119.
P. Anitha, M.C. Majumder, V. Saravanan and S. Rajakumar, Microstructural Characterization and Mechanical Properties of Friction-Welded IN718 and SS410 Dissimilar Joint, Metallogr. Microstruct. Anal., 2018, 7, p 277–287. https://doi.org/10.1007/s13632-018-0447-0
L. Kumar, K.U. Yazar and S. Pramanik, Effect of Fusion and Friction Stir Welding Techniques on the Microstructure, Crystallographic Texture and Mechanical Properties of Mild Steel, Mater. Sci. Eng. A., 2019, 754, p 400–410. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.03.100
Z. Yan, X. Liu and H. Fang, Mechanical Properties of Friction Stir Welding and Metal Inert Gas Welding of Al-Zn Aluminum Alloy Joints, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2017, 91, p 3025–3031. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0021-y
S. Dev, K.D. Ramkumar, N. Arivazhagan and R. Rajendran, Investigations on the Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Welds Of Inconel 718 and Sulphur Rich Martensitic Stainless Steel, AISI 416, J. Manuf. Proc., 2018, 32, p 685–698. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.03.035
H. Zhang, C. Huang, Z. Guan, J. Li, Y. Liu, R. Chen et al., Effects of the Electron Beam Welding Process on the Microstructure, Tensile, Fatigue and Fracture Properties of Nickel Alloy Nimonic 80A, J Mater. Eng. Perform., 2018, 27, p 89–98. https://doi.org/10.1007/s11665-017-3068-x
P. Gao, K.F. Zhang, B.G. Zhang, S.S. Jiang and B.W. Zhang, Microstructures and High Temperature Mechanical Properties of Electron Beam Welded Inconel 718 Superalloy Thick Plate, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2011, 21, p 315–322.
P.A.M.C. Majumder and V.S.S. Rajakumar, Microstructural Characterization and Mechanical Properties of Friction- Welded IN718 and SS410 Dissimilar Joint, Metallogr. Microstruct. Anal., 2018, 7, p 277–287. https://doi.org/10.1007/s13632-018-0447-0
R. Damodaram, S.G.S. Raman and K.P. Rao, Effect of Post-Weld Heat Treatments on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded alloy 718 Joints, Mater. Des., 2014, 53, p 954–961. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.07.091
Y. Mei, Y. Liu, C. Liu, C. Li, L. Yu, Q. Guo et al., Effect of Base Metal and Welding Speed on Fusion Zone Microstructure and HAZ Hot-Cracking of Electron-Beam Welded INCONEL 718, Mater. Des., 2016, 89, p 964–977. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.10.082
M. Agilan, S.C. Krishna, S.K. Manwatkar, V. Eg, D. Sivakumar and B. Pant, Effect of Welding Processes (GTAW & EBW) and Solutionizing Temperature on Microfissuring Tendency in Inconel 718 Welds, Mater. Sci. Forum., 2012, 710, p 603–607. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.710.603
C.A. Huang, T.H. Wang, Y.Z. Chang, W.C. Man and C.H. Lee, Tensile Behaviour of Different Pretreated Alloy 718 Sheets Welded with Electron Beam Welding (EBW), Sci. Technol. Weld. Join., 2008, 13, p 646–655. https://doi.org/10.1179/174329307X236823
C.A. Schuh, M. Kumar and W.E. King, Analysis of Grain Boundary Networks and their Evolution During Grain Boundary Engineering, Acta. Mater., 2003, 51, p 687–700. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(02)00447-0
F.C. Liu and T.W. Nelson, Grain Structure Evolution, Grain Boundary Sliding and Material Flow Resistance in Friction Welding of Alloy 718, Mater. Sci. Eng. A., 2018, 710, p 280–288. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.10.092
K. Sivaprasad and S. Ganesh Sundara Raman, Influence of Weld Cooling Rate on Microstructure and Mechanical Properties of Alloy 718 Weldments, Metall. Mater. Trans. A., 2008, 39, p 2115–2127. https://doi.org/10.1007/s11661-008-9553-y
H. Zhang, Y. Zhang, L. Li and X. Ma, Influence of Weld Mis-matching on Fatigue Crack Growth Behaviors of Electron Beam Welded Joints, Mater. Sci. Eng. A., 2002, 334, p 141–146. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(01)01785-3
A.U. Rehman, Y. Usmani, A.M. Al-Samhan and S. Anwar, Rotary Friction Welding of Inconel 718 to Inconel 600, Metals (Basel), 2021, 11, p 1–10. https://doi.org/10.3390/met11020244
S.V. Lalam, G.M. Reddy, T. Mohandas, M. Kamaraj and B.S. Murty, Continuous Drive Friction Welding of Inconel 718 and EN24 Dissimilar Metal Combination, Mater. Sci. Techn., 2009, 25, p 851–861. https://doi.org/10.1179/174328408X369384