Thermophysical and structural study of IN 792-5A nickel based superalloy

Estudio termofísico y estructural de la superaleación de base níquel IN 792-5A

El artículo presentado trata del estudio de las temperaturas de las transformaciones de fase de la superaleación a base de níquel IN 792-5A con la aplicación del método DTA y el uso del sistema experimental de laboratorio para el análisis térmico simultáneo SETARAM Setsys 18^TM. Las muestras tomadas del estado tal como se reciben de la superaleación se calentaron con velocidades de rampa controladas (1, 5, 10 y 20 °C-min^-1) e inmediatamente después de la fusión se enfriaron con la misma velocidad de rampa controlada. Las muestras antes y después del análisis DTA también se sometieron al análisis de fase mediante microscopía electrónica de barrido en la microsonda (JCXA 733) equipada con el analizador de dispersión de energía EDAX (EDAM 3).

INTRODUCCIÓN

La industria aeronáutica utiliza a menudo superaleaciones de níquel para los álabes de los motores de turbina a reacción. Ello se debe a que este material debe satisfacer numerosos requisitos extremos, como, por ejemplo, resistencia al calor a altas temperaturas, resistencia a los daños por fatiga, resistencia al efecto agresivo de los gases de combustión, etc. Por estas razones es necesario prestar atención a la adquisición de datos fiables, que son necesarios para la modelización de procesos, para el control de los procesos de solidificación, pero también para la mejora de los procedimientos de proceso y para el aumento de su eficacia. Aunque también se han medido datos de materiales (por ejemplo, temperaturas de transformaciones de fase, calores latentes) para algunas superaleaciones, hasta ahora no existe ninguna base de datos accesible de datos termofísicos de estos sistemas [1, 2].

Los datos típicos necesarios son las temperaturas de las transformaciones de fase [3-6], los calores latentes de las transformaciones de fase [4], los calores específicos [2], las tensiones superficiales [7, 8] y otros datos importantes (conductancia térmica, etc.). Los datos obtenidos deberían utilizarse como datos de entrada para muchos programas de simulación (simulación de los campos de temperatura y concentración en las piezas fundidas), modelos numéricos [9, 10], físicos [11, 12] y requisitos de la práctica (condiciones de fundición) y deberían contribuir a la explicación del mecanismo de las transformaciones de fase de las superaleaciones de níquel, que parecen ser mucho más complejas de lo que se ha dicho hasta ahora.

ANÁLISIS TÉRMICO DIFERENCIAL (ATD)

Experimento

Como material experimental se eligió la aleación de níquel policristalina IN 792-5A reforzada por precipitación.