2. Materials és módszerek
2.1. Material készítése és Mintaelőkészítés
belüli engedélyezett készítmény által megadott tartományban az ASTM standard Additive Manufacturing Nikkel ötvözet UNS N06625, míg. A szállító-supplied készítményeket az 1. táblázatban felsorolt A gyártási paraméterek közé tartozik a Nd: YAG lézer működtetjük 195 W, a szkennelési sebesség 800 mm/s, és a Hatch térköz 100 um. A gyártás során az olvadék-pool szélessége között változik 105 és 115 um. További részletek a gyártás megtalálható elsewhere [19].
1. táblázat Mért összetétele a szűz IN625 alapanyag porok e munkában alkalmazott, mint a szállító által biztosított-supplied adatlapjának és után határozzuk meg az ASTM E1019 szabvány valamint a megengedhető tartományon összetételének IN625. A tesztelés relatív bizonytalanság elemek tömeghányad 5 és 25% ± 5% -a, az elemek tömeges közötti frakciókat 0,05% és 4,99% a ± 10% -a, az elemek tömegaránya kevesebb, mint 0,049% ± 25% érték.
2.2. EX situ Scanning Electron Microscopy (SEM)
A pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM), hogy végre ex situ mikroszerkezeti vizsgálatok a, mint-fabricated és hő-treated mintákat. A JEOL S-7100F (JEOL, Ltd., Akishima, Tokió, Japán) téremissziós SEM van szerelve egy Oxford X-MAXN (Oxford Instruments Plc., Abingdon, UK) az energia-dispersive X-ray spektrometriával (EDS) detektorral. Mi működött a SEM 15 kV.
A értékeli a hőkezelés hatására a mikrostruktúrájával IN625, mi zárt IN625 példányok evakuált ampullák és végre hőkezelés 700 ◦C és 800 ◦ C. Mi polírozott SEM példányok következő szabványos metallográfiai eljárások, maratott a felületet királyvíz, és végre a mikroszerkezeti elemzés SEM. Ehhez jellemzés, a leképezett mintában felület párhuzamos a épít irányba, amely lehetővé teszi mikroszerkezeti információk a dendritikus és interdendritic régiókat kell befogni.
2.3 . Az situ Szinkrotronsugárzási kisszögű X-Ray szórás és X-Ray Diffraction
végeztük szinkrotronos-based, in situ ultra-small-angle X-ray szórás ( USAXS), kis-angle X-ray (SAXS), és az XRD mérések az USAXS létesítményben az Advanced Photon Source, diffraktáltuk, USA [23]. Az in situ USAXS és SAXSnyomon követi a: morfológiai változások során egy szilárd-state transzformáció által indukált hőkezelés. Belül kimutatási határ az in situ XRD tájékoztatástnyújt a természet a szilárd-state átalakulás. Kombinált, USAXS, SAXS, és az XRD terjed folytonos szóródási q tartomány 1 × 10-4 Å-1 ≈6.5 Å-1. Itt, q=4π/λ sin (θ), amenye λ a X-ray hullámhossz és θ egyik-half a szórási szög 2θ. További részletek erről a telepítést megtalálható elsewhere [24].
Ehhez a vizsgálathoz használtuk monokromatikus X-rays 21 keV (λ=0,5904 Á). A X-ray fluxussűrűség a minta a sorrendben 1013 mm-2 s -1. A például a-fabricated mintát mechanikusan polírozott ≈50 um vastagságú. Mi egy Linkam 1500 termikus szakaszban a hőmérséklet szabályozására. Miután egy kezdeti szobahőmérsékleten mérve, végeztünk 10,5 h izotermikus hőntartási 700 ◦C, a fűtési sebesség szobahőmérsékletről a megcélzott hőmérséklet 200 ◦C per perc. Az adatgyűjtő idők USAXS, SAXS, és az XRD 90 s, 30 s, és 60 s, illetve, ami a mérési idő felbontása ≈5 min. A térbeli méretei a mérőeszköz térrésze volt 0,8 mm × 0,8 mm USAXS és 0,8 mm × 0,2 mm SAXS és az XRD.
2.4. Thermodynamic számítások
superalloys [25,26]. Ahhoz, hogy hasonlítsa össze a kísérletileg megfigyelt csapadék események, kiszámoltuk a csapadék kinetikai a TC-PRISMA modul [27-29]. Ez a modul alapul Langer-Schwartz elmélet [30] és a Kampmann-Wagnernumerikus módszerek [31,32] és kiszámítja anukleációs,növekedés, és durvul, és csapadékot a többkomponensű és többfázisú rendszer integrálásával termodinamikai és diffúziós által szolgáltatott információk CALPHAD leírásokat. A szimulációs kimenet tartalmazza az idő \\ FÜGGETLEN alakulása a részecskeméret-eloszlás, száma sűrűség, közepes sugara, és térfogathányada. További részletek a CALPHAD számítások megtalálhatók elsewher-&101; [33].#
3. Results és Vita
Figure 1. ábra egy egyensúlyi Nbisopleth a porkészítmény 1. táblázatban felsorolt Amellett, hogy az FCC mátrix, MC, M23C6, σ, P, és a δ termodinamikailag stabil egyensúlyi fázisok. δ, különösen, keresztül stabil, széles hőmérséklet-tartományban alulról 600 ≈1200 ◦C, attól függően, hogy a tömeg frakció Nb. Korábban megállapították, hogy jelentős microsegregation a interdendritic régióban létezik a asfabricated IN625 miatt oldott anyag által okozott kilökődés oldhatósági különbséget folyékony és szilárd fázis [19,34]. CALPHAD-based megszilárdulás szimulációk által jósolt Scheil- Gulliver modell és a DICTRA véges-element-analysis termikus-Model előrejelzések bemenetként sugallja extrém microsegregations az ötvözőelemek, Mo és Nb. Például, a megjósolt Nb tömeghányada tól ≈2% -ról ≈22% közötti szekunder dendritikus magokat, amely jóval túl a megengedett tartományon Nb közötti 3,15% és 4,15% (1. táblázat). Előző szinkrotron SAXS mérések kimutatták, hogy a microsegregation koncentrálódik közel a interdendritic központok skálán 10nm [35], ami összhangban van a modell alapján jósolt [19]. Ez a fajta extrém microsegregation hatékonyan teszi a a-fabricated IN625 részenem tartozik a spec IN625 minden olyan helyen, aminem kívánt és káros szilárd-state átalakulások ezen ötvözet.-