Introduction

  Inconel®625 (IN625) eennikkel-based vaste-solution superlegering met een Ni-Cr matrix versterkt Nb/MO opgeloste stoffen [1]. IN625 beschikt over een hoge sterkte, hoge breuktaaiheid en goede corrosieweerstand en vindt vele toepassingen in mariene en energie-industrie, bijvoorbeeld turbinemotoronderdelen, brandstof- en uitlaatsystemen, en chemische verwerking componenten. IN625 heeft ook een uitstekende lasbaarheid en weerstand tegen hete kraken. Deze eigenschappen maken IN625 een eerste legering in de recente vooruitgang van verschillende additive manufacturing (AM) technieken [2-7], Where slechts een paar bestaande legeringen uit meer dan 5500 legeringen in gebruik voldoen aan de strenge bedrukbaarheid criteria opgelegd door AM [8].

   Printability staat voor een inherente en fundamentele uitdaging AM. Een centraal probleem voor deze uitdaging het build-up van restspanningen tijdens de snelle stolling en daaropvolgende thermische cycli met gelokaliseerde koeling zo hoog als 1 x 106 ◦C/s tot 1 x 107 ◦C/s [9]. Zo hebbenneutronendiffractie metingen AM IN625 aangetoond dat binnen één component, kan de restspanning variatie zo belangrijk als 1 GPa [6,10]. Restspanningen van deze omvang kan leiden tot gedeeltelijk vervorming introduceren fatale fouten ennadelig beïnvloeden de mechanische eigenschappen en prestaties [11,12] het gefabriceerde part. Hoewel verschillende strategieën ontwikkeld om de residual spanning die tijdens de fabricageprocessen, zoals het optimaliseren van het aftastpatroon [13,14] of verwarmen van de basisplaat [15], stress-relief vuur lager behandelingen gevennog steeds de meest voorkomende en betrouwbare benadering verzachtende restspanning.

  ander alomtegenwoordige fenomeen geassocieerd met AM microsegregatie [16,17]. Bij conventionele vervaardigingsprocessen, macrosegregatie manifesteert als samenstellingsvariaties op lengteschalen variëren van millimeters tot centimeters of meters [18]. De eindige grootte van de smeltpoel AM leidt tot veel meer gelokaliseerd microsegregatie, voornamelijk als gevolg van het verschil in oplosbaarheid van de legeringselementen in de vloeibare fase en vaste fase matrix. Nikkel-based superlegeringen zoals IN625, microsegregatie leidt tot een hoge concentratie van vuurvaste elementen, bijvoorbeeld, Mo en Nb, bij interdendritische gebieden [19]. Een verdelingscoëfficiënt k, gedefinieerd als de massa-concentration verhouding tussen die van de dendriet midden en interdendritische gebied, beschrijft de mate van elementair segregatie. In IN625 lassen, de k waarden van Nb en Mo zijn typisch 0,95 en 0,50 respectievelijk [20]. AM IN625 vervaardigd met behulp poeder laser-bed fusie (PLB-F), thermodynamische simulaties voorspelde de k waarden van Nb en Mo ongeveer 0,3 en 0,1 respectievelijk [19] zijn. Met andere woorden, kan AM fabricage leiden tot een meer gelokaliseerd en meer extreme elementaire segregatie in vergelijking met de traditionele lasprocessen. 

   Denoodzaak om restspanning en de aanwezigheid van verlichting microsegregatie kan een ongunstige situatie voor microstructurele controle en optimalisatie te genereren. AM IN625 dient als een goed voorbeeld omdat het lokale samenstellingen ver buiten het standaard samenstellingsbereik voor IN625, waardoor de as-fabricated deelnoch IN625 everywhere Ondanks zowel de poedersamenstelling en de gemiddeldenominale samenstelling binnennorm [21]. Spanningsbreuk-relief warmtebehandeling bij 870 ◦C een uur, zoals aanbevolen door de fabrikant AM machine [22], is zeer effectief in het verlichten van de restspanning. Echter, het introduceert ook een aanzienlijke hoeveelheid grote δ faseneerslagen, dat is een fase dienegatief de prestaties van de IN625 beïnvloedt. Een alternatieve spanning-relief warmtebehandeling bij 800 ◦C gedurende twee uur blijkt effectief in het verminderen van de restspanning, ook. Echter, het maaktnog steeds aanzienlijke δ faseneerslagen met grootste afmeting van meer dan 600nm. Een aparte strategie is om de microsegregatie behulp van een hoge-temperatuur homogenisatie warmtebehandeling volledig te verwijderen. Bijvoorbeeld, een warmtebehandeling bij 1150 ◦C één uur volledig homogeniseert de legering. Echter, deze warmtebehandeling bevordert korrelgroei en kan zowel uitdagend en kostbaar te implementeren voor industriële-scale grote onderdelen als gevolg van de tijd die de temperatuur en de hoge hybridisatietemperatuur vereist evenwicht.

  Deze complicerende factoren dragen bij tot een industriële behoefte om de haalbaarheid van het gebruik van lagere temperatuur spanning-relief warmte behandelingen te onderzoeken. De microstructurele reacties van AM IN625 begrijpen, in deze studie onderzoeken we het vaste-state omzettingskinetiek van een AM IN625 legering 700 ◦C voornamelijk met synchrotron-based in situ verstrooiing en diffractiemethodes. Specifiek gebruiken we X-ray diffractie aan de faseovergang kinetiek en monitoren kleine-angle X-ray verstrooiing van de morfologische veranderingen van de precipitaten te evalueren. In tegenstelling tot de meeste studies van het effect van de warmtebehandeling vannikkel-based superlegeringen, Where experimenteel bewijs is voornamelijk verzameld microscopie en de ter-house X-ray diffractiegegevens, synchrotronmetingen sonde vaste en aanzienlijk groter volume monster door in situ proeven waarmee de annealingskinetica eenduidig ​​te bepalen. Dergelijke resultaten zijn ook statistisch representatieve. De kinetiek resultaten op dezelfde monstervolume worden toegelicht thermodynamische voorspellingen van CALPHAD (Computer Koppeling van fasediagrammen en Thermochemie) gedefinieerd.