Modificación de la aleación INCONEL® 625 mediante adiciones de rutenio, boro y zirconio

Abstract

In the present work, the effect of small additions of elements such as boron, zirconium and ruthenium in the INCONEL 625 alloy is analyzed; for this purpose, the alloy was manufactured experimentally using a vacuum induction furnace with and without the presence of these elements. The aim of these additions was to study the effect of zirconium and boron on the level of micro-porosities formed during solidification (as-cast condition) and the effect of ruthenium on corrosion resistance (as-aged study). After castings, the alloys with and without additions were subjected to a heat treatment for solubilization/homogenization at 1100oC for 2 hours. Subsequently, the alloys were thermo-mechanically processed through hot rolling. Finally, an aging heat treatment was applied at 650oC for different soaking times: 5h, 12h, 25h, 120h and 240h, then water quenched. Both alloys were characterized in their different processing conditions: as cast, homogenized/solubilized, hot rolled and aged. The characterization process was carried out by optical microscopy, scanning electron microscopy, and some transmission electron microscopy. To determinate the effect of the microstructure, as well as the ruthenium addition in the corrosion resistance, was carry out potentiodynamic corrosion tests of half cycle at room temperature using a simulated geothermal fluid as electrolyte. A microstructural correlation is made with hardness results, particularly during aging. The results indicate a decrease of micro-porosity due to the addition of boron and zirconium in the as-cast condition.

En el presente trabajo, se analiza el efecto de pequeñas adiciones de elementos como boro, zirconio y rutenio en la aleación INCONEL 625; para este propósito, dicha aleación se fabricó de manera experimental en un horno de inducción al vacío con y sin la presencia de estos elementos. El objetivo de estas adiciones fue el de analizar el efecto del zirconio y boro en el nivel de micro-porosidades formadas durante la solidificación (analizado en condiciones de colada) y el efecto del rutenio sobre la resistencia a la corrosión (analizado en condiciones de envejecido). Después de coladas, las aleaciones con y sin adiciones de Ru, B y Zr fueron sometidas a un tratamiento térmico de solubilizado/homogeneizado a la temperatura de 1100oC por un periodo de permanencia de 2 horas. Posteriormente, las aleaciones fueron procesadas termo-mecánicamente a través de laminación en caliente. Finalmente, se aplicó un tratamiento de envejecido a la temperatura fija de 650oC a diferentes tiempos de permanencia: 5 h, 12 h, 25 h, 120 h y 240 h, para ser luego templadas en agua. Tanto la aleación base, así como la aleación con adiciones, fueron caracterizadas en sus diferentes condiciones de procesamiento: colada, homogeneizado/solubilizado, laminación y envejecido. El proceso de caracterización se realizó por microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, así como microscopía electrónica de transmisión. Para determinar el efecto de la micro-estructura, así como de la adición rutenio en la resistencia a la corrosión; se realizaron pruebas de corrosión potenciodinámica de medio ciclo a temperatura ambiente, utilizando agua de pozo geotérmico simulado como electrolito. Se realiza una correlación microestructural con los resultados de dureza y particularmente durante el envejecido. Los resultados indican una disminución de la porosidad por efecto de la adición de B y Zr en condiciones de colada.