Yüksek Çalışma Sıcaklıklarının Inconel 718 Alaşımının Yapısal Ve Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Inconel 718’in yüksek sıcaklıklarda performansını belirlemek amacıyla, solüsyona alınmış ve solüsyona alınıp yaşlandırılmış Inconel 718’de farklı ısıl işlem sıcaklığı ve sürelerinin alaşımının mikroyapı, mikrosertlik ve faz dönüşümleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu doğrultuda iki farklı gruptaki numuneler üzerinde yüksek sıcaklık etkisini araştırmak için, 500ºC - 1000ºC arasında farklı sıcaklıklarda 8 saat tutulmuş ardından suyun içinde oda sıcaklığına soğutulmuştur. Sertlik ölçümleri solüsyona alınan numunelerde sertliğin 700°C ye kadar artan sıcaklıkla arttığını, daha yüksek sıcaklıklarda ise azaldığını göstermiştir. Solüsyona alındıktan sonra yaşlandırılmış olan numuneler ise sertliklerini 700°C ye kadar korumuş, daha yüksek sıcaklıklarda sertlik değerleri solüsyona alınmış numunelerle aynı mertebede azalmaya başlamıştır. Mikroyapısal incelemeler 700°C den yüksek sıcaklıklarda sertliğin azaldığı durumlarda mikroyapıda delta (δ) fazı oluştuğunu göstermiştir. Inconel 718’in ısıl işlemi sırasında yüksek sıcaklıkta tutma sürelerinin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerine etkilerini inceleyebilmek için, 600°C, 700°C, 800°C ve 900°C sıcaklıklarda 1-96saat aralığındaki farklı sürelerde tutulan numuneler oda sıcaklığında suda soğutulmuştur. 800°C ve 900°C’de mikrosertlik değerleri, solüsyona alınmış ve yaşlandırılmış gruptaki alaşımlar için yaşlandırma süresinden bağımsız aynı mertebede ilerlediğini göstermiştir. Mikroyapı analizleri, aynı sıcaklık ve sürede yaşlandırılmış her iki farklı grup numunelerde yapısal benzerliği saptamıştır.

In this study, for observing the high temperature performance of Inconel 718, solution treated and aged samples were held at 500°C-1000°C for 8 hours and then quenched in water. The laboratory study was carried out using 1 inch diameter rods. The phases and the microstructures of the samples were characterized by X-ray diffractometer (XRD) as well as scanning electron microscopy (SEM) surveys, transmission electron microscopy (TEM) analysis and micro hardness measurements. At the annealing temperature higher than 700°C, orthorhombic δ-Ni3Nb phase precipiated in the matrix along with a loss in hardness. For the purpose of investigating the effect of continuous heating on samples, high-temperature x-ray diffraction analysis and differential thermal analysis (DTA) were studied. In order to examine the effects of holding time at elevated temperature in Inconel 718, samples were held at 600°C, 700°C, 800°C and 900°C for different durations in the range of 1-96 hour, then quenched in the water. The structural characterization of those samples was investigated by micro hardness measurements and optical microscopy images.