Analysis of the influence of chemical composition and temperature on mechanical properties of superalloys NIMONIC 80A

Análisis de la influencia de la composición química y la temperatura en las propiedades mecánicas de las superaleaciones NIMONIC 80A

Superalloys Nimonic 80A es una aleación forjada a base de níquel (mín. 65 % Ni) y cromo (20 %), con pequeñas adiciones de carbono, cobalto y hierro, así como elementos de aleación principales de aluminio (1 a 1,8 %) y titanio (1,8 a 2,7 %). La composición química de la aleación Nimonic 80A tiene una influencia dominante en sus propiedades mecánicas y tecnológicas. El aumento de la temperatura también tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas de la superaleación Nimonic 80A

Las investigaciones que se llevaron a cabo incluyeron pruebas químicas y pruebas de las propiedades mecánicas de la superaleación Nimonic 80A a temperatura ambiente y a temperaturas más altas. El análisis de regresión se realizó sobre la base de los análisis químicos y los resultados de las propiedades mecánicas. Los resultados del análisis de regresión son ecuaciones que permiten predecir las propiedades mecánicas de los materiales a temperatura ambiente y a temperaturas más elevadas a partir de la composición química conocida, es decir, el contenido de los principales elementos de aleación: Al, Ti y Co.

INTRODUCCIÓN

La teoría moderna de la investigación experimental se basa en planes de análisis estadístico de factorización múltiple. Esta teoría hace posible la modelización matemática de procesos y fenómenos, el estudio de la naturaleza de los mecanismos internos del proceso y la optimización del control del proceso.

El punto de partida de la investigación y el desarrollo de la superaleación de refuerzo Nimonic 80A son los requisitos técnicos de las condiciones de explotación, en los que se basa el diseño de la composición química de los materiales [1]. Los elementos de aleación presentes en el material, individualmente y en interacción con otros elementos presentes, influyen dominantemente en la formación de la microestructura, que está directamente relacionada con las propiedades mecánicas y de explotación [2].

Este componente múltiple de las aleaciones a base de níquel está constituido esencialmente por una solución sólida de Ni-Cr, con la red cúbica regularmente centrada en las caras. En general, las aleaciones de este tipo tienen altas propiedades mecánicas como resultado de la doble acción [3], como sigue:

- Aumento del efecto de endurecimiento por dispersión al poner en solución sólida de Ni-Cr elementos que se disuelven mal en ella, como el titanio y el aluminio, que en la solución sólida de Ni-Cr forman compuestos intermetálicos, como Ni₃ (Al, Ti) Ni₃ Al; Ni₃ Ti etc;

- Fortalecimiento de los enlaces interatómicos de la solución sólida de Ni-Cr mediante la incorporación de elementos que se disuelven bien en ella (cobalto).