Resumen

_​Las superaleaciones de base Ni Nimonic 80A adquirieron su microestructura adecuada y su resistencia a altas temperaturas mediante el endurecimiento por precipitación. En este artículo se presentan los resultados de los ensayos mecánicos de las superaleaciones Nimonic 80A a temperaturas encontradas entre 25 y 850ºC. La variación de las propiedades de ductilidad en función de la temperatura se ha demostrado mediante análisis en el microscopio estereoscópico, óptico y electrónico de barrido y los resultados del ensayo de tracción. Se descubrió que se producen diferentes mecanismos de fractura en diferentes rangos de temperatura. La fractura frágil era dominante a altas temperaturas y se rompía una proporción significativa de fractura dúctil a temperatura ambiente.

INTRODUCCION

El Nimonic 80A es una superaleación forjada a base de níquel especialmente adecuada para el servicio bajo altas tensiones en el rango de temperaturas de 600 a 750 °C [1] Debido a su buena resistencia a la relajación de tensiones, se utiliza mucho para la unión mecánica de piezas a alta temperatura [2-4], como los pernos de inserción en la cámara de combustión de la unidad de turbina de gas, que funciona a temperaturas inferiores a unos 650 °C. En este trabajo se presenta un análisis de los tipos de fractura tras el ensayo de tracción estática a temperatura ambiente y elevada.

MÉTODOS EXPERIMENTALES

Los ensayos se realizaron utilizando tres funciones diferentes. Los resultados de los análisis químicos se muestran en la Tabla 1. Los análisis químicos de las masas fundidas utilizadas se ajustan a la composición química normalizada de la superaleación Nimonic 80A (ASTM B637).

Tras la forja y laminación en barras de Ф 15 mm, los materiales ensayados se sometieron a un tratamiento térmico utilizando parámetros estándar para este tipo de superaleaciones. El tratamiento térmico estándar consiste en un recocido de disolución a 1080 °C/8 horas, enfriamiento en aire a temperatura ambiente, seguido de un recocido de precipitación a 720 °C/16 horas, enfriamiento en aire [1].

El objetivo del recocido de disolucion es la disolucion de la fase ϒ´, y de algunos tipos de carburos como M ₇ C ₃ y M ₂₃ C ₆ . Los parámetros óptimos para este tipo de tratamiento térmico son: 1080 °C/8 horas, enfriamiento en aire hasta temperatura ambiente. Tras el recocido en solución, el siguiente paso es el recocido por precipitación a 720 °C/16 horas, enfriamiento en aire. Las temperaturas de recocido en solución por debajo de 1080 °C conducen a un aumento de la velocidad de fluencia, y las temperaturas más altas provocan un fallo más temprano con más valores bajos de alargamiento [1, 5].

Durante el recocido de precipitación se produce la precipitación de la fase de refuerzo ϒ´ y de algunos tipos de carburos finos, como M₂₃C₆, principalmente en los límites de grano. Durante este recocido, los carburos M₇C₃, que no se disuelven durante el recocido de disolución, se transforman en carburos de tipo M₂₃C₆ debido a su inestabilidad a las temperaturas de recocido de precipitación.

• Materias:Ensayos destructivos Comportamiento de tracción Fracturas
• Subjects:Destructive testing Tensile behavior Fractures
• Palabras claves:Nimonic 80A; Ensayo de tracción; Fractura frágil; Fractura dúctil
• Keywords:Nimonic 80A; Tensile test; Brittle fracture; Ductile fracture