Caracterización no destructiva del envejecimiento térmico de una aleación de INCONEL IN718

Abstract

The main mechanism of hardening in nickel base alloys is due to the precipitation of second phases such as ' and '' phase. However, there is another phase that precipitates in this type of alloys, decreasing its mechanical properties, harming the resistance of the material under operating conditions,  phase, reason why it is necessary to detect this phase in order to avoid costs in the maintenance. The objective of this work was to characterize the thermal aging of an Inconel 718 alloy by means of non-destructive techniques. A thermal treatment of solution at 1050 ° C was carried out on all samples and subsequently aged at 950 ° C by; 0.5, 1, 10, 24, 50, 100, 150 and 300 hours to precipitate different amounts of  phase. Non-destructive techniques were used such as: thermoelectric potential measurement (PTE), electrical conductivity measurement using the alternating current potential drop technique (ACPD) and ultrasonic attenuation measurement to monitor microstructural changes depending on the aging time. Tests of uniaxial tension and Vickers hardness were carried out. Using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) it was possible to monitor and corroborate the presence of  phase and correlate them with the techniques used. In PTE measurements at 150 h, the highest measurement of 3551 μV / °C was observed. Evaluating the electrical conductivity reading, the change obtained was 2.56%, although the change is small, this is consistent with a small measurement error. In attenuation measurements as the dwell time increases, attenuation in the material increases due to microstructural evolution.

El principal mecanismo de endurecimiento en aleaciones base níquel se debe a la precipitación de segundas fases como lo es la fase I´ y la fase I´´. Sin embargo, existe otra fase que precipita en este tipo de aleaciones disminuyendo sus propiedades mecánicas, perjudicando la resistencia del material en condiciones de operación, la fase , por lo que es necesaria la detección de esta fase con la finalidad de evitar costos en el mantenimiento. El presente trabajo tuvo como objetivo caracterizar mediante técnicas no destructivas el envejecimiento térmico de una aleación de Inconel 718. Se realizó un tratamiento térmico de solución a 1050 °C a todas las muestras y posteriormente se envejecieron a 950 °C por; 0.5, 1, 10, 24, 50, 100, 150 y 300 horas para precipitar diferentes cantidades de fase I. Se utilizaron técnicas no destructivas como: medición de potencial termoeléctrico (PTE), medición de conductividad eléctrica utilizando la técnica de caída de potencial de corriente alterna (ACPD por sus siglas en inglés) y medición de atenuación ultrasónica para monitorear los cambios microestructurales en función del tiempo de envejecimiento. Se llevaron a cabo ensayos de tensión uniaxial y dureza Vickers. Utilizando microscopia electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos X (DRX) fue posible monitorear y corroborar la presencia de la fase  y correlacionarlas con las técnicas utilizadas. En las mediciones de PTE a 150 h se observó la medición más alta de 3.551 µV/°C. Evaluando la lectura de conductividad eléctrica el cambio que se obtuvo fue de 2.56%, aunque el cambio es pequeño, este es consistente con un error de medición despreciable. En las mediciones de atenuación conforme se incrementa el tiempo de permanencia, la atenuación en el material aumenta debido a la evolución microestructural.