2. Materials en werkwijzen

2.1. Material Fabricage en Monstervoorbereiding 

  in de toegelaten samenstellingsgebied aangegeven ASTM Standard for Additive Manufacturingnikkel legering UNS N06625. De verkoper-supplied samenstellingen zijn vermeld in Tabel 1. De vervaardiging parameters omvatten een Nd: YAG-laser bedreven bij 195 W, een scansnelheid 800 mm/s, en een luik afstand van 100 urn. Tijdens de fabricage, de smelt-pool breedte gevarieerd tussen 105 en 115 urn. Meer details over de vervaardiging kan elsewher worden gevondene [19].  

  Tabel 1. Gemeten volgens de maagdelijke IN625 uitgangsmateriaal poeders gebruikt in dit werk door de verkoper-supplied productbeschrijving en bepaald volgens ASTM E1019norm alsmede het toelaatbare bereik van samenstelling IN625. De testen relatieve onzekerheid voor elementen massafractie tussen 5 en 25% ± 5% van de waarde voor elementen massagehaltes tussen 0,05% en 4,99% is ± 10% van de waarde voor elementen massafracties minder dan 0,049% is ± 25% van de waarde.

2.2. EX Situ Scanning Electron Microscopy (SEM) 

   We gebruikt scanning elektronenmicroscopie (SEM) ex situ microstructurele onderzoeken van de as-fabricated en warmte-treated monsters uitvoeren. De JEOL S-7100F (JEOL, Ltd., Akishima, Tokyo, Japan) veldemissie SEM is uitgerust met een Oxford X-MAXN (Oxford Instruments Plc., Abingdon, UK) energie-dispersive X-ray spectrometrie (EDS) detector. We bedienen de SEM bij 15 kV.

  Om evalueren van het effect van de warmtebehandeling op de microstructuur van IN625, we ingekapseld IN625 exemplaren in geëvacueerde ampullen en uitgevoerd warmtebehandelingen bij 700 ◦C en 800 ◦ C. We glanzend SEM monsters volgende standaard metallografische procedures geëtst het oppervlak met koningswater en voerde de microstructurele analyse met SEM. Hiervoor karakterisering, de afgebeelde monsteroppervlakken evenwijdig aan de opbouw richting, waardoor microstructurele informatie over de dendritische en interdendritische gebieden worden vastgelegd.

  

2.3 . in situ synchrotron Small Angle X-Ray scattering en X-Ray Diffraction

  We voerden synchrotron-based, in situ ultra-small-angle X-ray verstrooiing ( USAXS), kleine-angle X-ray verstrooiing (SAX) en XRD metingen op de USAXS faciliteit op de Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, de VS [23]. De in situ USAXS en SAXS volgen de morfologie verandert in een vaste-state transformatie geïnduceerd door warmtebehandeling. Binnen de detectielimieten, de in situ XRD verschaft informatie over de aard van de vaste-state transformatie. Gecombineerd, USAXS, SAXS en XRD bestrijken een continue verstrooiing q traject van 1 x 10-4 A-1 tot A-1 ≈6.5. Hier, q=4π/A sin (θ), Where λ is X-ray golflengte en θ één-half van de verstrooiingshoek 2θ. Meer details over deze opstelling kan elsewher worden gevondene [24]. 

  Voor dit onderzoek gebruikten we monochromatische X-rays bij 21 keV (λ=0,5904 Å). X-ray fluxdichtheid in het monster in de orde van 1.013 mm-2 S-1. De as-fabricated monster werd mechanisch gepolijst ≈50 urn dik. We gebruikten een Linkam 1500 thermische trap om de temperatuur. Na een eerste meting bij kamertemperatuur, voerden we een 10,5 uur isotherm bij 700 ◦C, met een opwarmsnelheid van kamertemperatuur tot de doeltemperatuur 200 ◦C per minuut. De data acquisitie tijd voor USAXS, SAXS en XRD zijn 90 s, 30 s en 60 s, respectievelijk leidend tot een meettijd resolutie ≈5 min. De ruimtelijke afmeting van de volumemeter gebied waren 0,8 mm x 0,8 mm voor USAXS en 0,8 mm x 0,2 mm voor SAXS en XRD.

2.4. Thermodynamic berekeningen

   superalloys [25,26]. Te vergelijken met de experimenteel waargenomenneerslaggebeurtenissen berekenden we de precipitatiekinetiek met de TC-PRISMA module [27-29]. Deze module is gebaseerd op de theorie Langer-Schwartz [30] en Kampmann-Wagnernumerieke methoden [31,32] en berekent de kiemvorming, groei en vergroving van precipitaten in een multicomponent en meerfasensysteem door integratie thermodynamische en verspreiden informatie van CALPHAD beschrijvingen. De uitgang simulatie zoals tijdstip-dependent evolutie van de deeltjesgrootteverdeling, aantaldichtheid, gemiddelde straal en volumefractie. Meer details over de CALPHAD berekeningen kunnen elsewher worden gevondene [33].

3. Results en bespreking

figure 1 toont een evenwicht Nb-isopleth voor de in tabel 1 opgesomde Naast de FCC poedersamenstelling matrix, MC, M23C6, σ, P en δ thermodynamisch stabiel evenwicht fasen. δ Vooral is stabiel over een breed temperatuurbereik van beneden 600 tot ≈1200 ◦C, afhankelijk van de massafractie van Nb. We hebben eerder aangetoond dat significante microsegregatie in interdendritische gebied bestaat in het asfabricated IN625 gevolg van opgeloste afstoting veroorzaakt door het verschil in oplosbaarheid in vloeibare en vaste fasen [19,34]. CALPHAD-based stolling simulaties voorspeld door de Scheil- Gulliver model en met gebruik van eindige DICTRA-element-analysis thermische-model voorspellingen ingang suggereert extreme microsegregations van legeringselementen Mo en Nb. Bijvoorbeeld de voorspelde Nb massafractie varieert van ≈2% en ≈22% tussen secundaire dendritische kernen, die ver buiten het toelaatbare bereik van Nb tussen 3,15% en 4,15% (tabel 1). Previous synchrotron SAXS metingen toonden aan dat de microsegregatie geconcentreerdnabij het interdendritische centra op een schaal van 10nm [35], wat overeenkomt met model voorspellingen [19]. Dit soort extreme microsegregatie effectief maakt de as-fabricated IN625 deelniet binnen de specificaties van IN625 op alle plaatsen die onbedoelde en schadelijke vaste-state transformaties deze legering.