Abstract: Vi studerade effekterna av den sällsynta jordartsmetallen yttrium (Y) på de heta sprickbildning och krypegenskaper Hastelloy-X behandlas av select ive lasersmältning. Vi använde två olika legeringar för att studera varm krackning i Hastelloy-X: en med 0,12 Mass% Yttrium tillsatt och en utan yttrium. Y-free Hastelloy-X uppvisade färre sprickor, huvudsakligen på grund av segregeringen av Si, W och C resulterade i SiC-och W6C-Skriv karbider vid korngränsen och interdendritiska regionerna. Å andra sidan, flera sprickor bildas i Y-added Hastelloy-x prov på grund av segregering av Y, vilket resulterar i bildning av yttrium-rich karbid (YC). Post-heatbehandling utfördes vid 1177 ◦C i 2 h, följt av luftkylning, för att erhålla goda krypegenskaper. Vi utförde ett krypstest längs de vertikala och horisontella riktningarna. Trots having fler sprickor, Y-added som-built Hastelloy-x prov visade längre kryp liv och duktilitet än Hastelloy-x prov. Detta berodde främst på bildandet av Y2O3 och SiO2 inuti kornen. Efter lösningsbehandling var Y-added Specims krypa liv åtta gånger längre än det för Y-free-lösningen-behandlat prov. Detta berodde främst på underhållet av kolonnkornmorfologin, även efter lösningsbehandling. Dessutom förbättrade bildandet av M6C-karbider, Y2O3 och SiO2 kryp liv. För att sammanfatta effekten av Y, Y-tillsats främjade Ytillverkningen av sprickor, vilket medförde krypanotropi; emellertid förbättrat det krypegenskaper genom stabilisering av syre och främjande av diskreta karbid-utfällning, som förbjöd migration och glidning av korngräns.

1. Introduction

Selective laser smältning (SLM) är en avancerad teknik i additiv tillverkning (AM) för tillverkning av metalliska komponenter med komplexa former genom att använda skikt-bylayer avsättning via en hög-power laser. Hastelloy-X är en solid-solution-strolketed Ni-based superlegoy med utmärkt hög-temperatur oxidation och korrosionsbeständighet, formbarhet och mekaniska egenskaper i temperaturområdet 1000-1200 ◦C. På grund av dessa attribut kan den appliceras i flygteknik, såsom i förbränningskammare, kabinvärmare, sprutstänger och gasturbinmotorkomponenter. År 2013 använde gasturbinproducenten Siemens framgångsrikt detta material i additivtillverkning för att snabbt konstruera och reparera komponenter med Electro-optical System (EOS) SLM-teknik. Icke desto mindre, på grund av den extrema temperaturgradient och snabb uppvärmning och kylning (≈106 K/s) av SLM processen,nickel-based superlegeringar såsom Hastelloy-X, IN718 och CM247LC, för attnämnanågra, är benägna att heta krackning, som försämrar deras mekaniska och fysikaliska egenskaper.

  huvudsakliga syftet med legeringselement är att förbättra de mekaniska och termiska egenskaperna hosnickel-based superlegeringar för att minimera deras känslighet för varmsprickor. Quanquan et al. rapporterade att hög-melting-point element, såsom Mo och Cr, resulterar i bildandet av höga-angle korngränser på grund av bildningen av Mo-och Cr-rich karbider vid korngränserna, så småningom resulterar i bildandet av sprickor .the utseende av karbider vid korngränsen har en ytterligare effekt att öka motståndet mot korngränsglidning vid högre temperaturer. 

  Dacianet al. rapporterade effekterna av legeringselement som MN, Si och C på het sprickbildning i Hastelloy-X. Nedre MN, Si och C-koncentrationer kan resultera i färre sprickor från mindre mikrosegregationsbildning längs korngränser och interdendritiska regioner. Dacian et al. Även studerade effekterna av dessa legeringselement på varm sprickbildning genom att använda det beräkningstermodynamiska tillvägagångssättet. Dessa författare föreslog att mängderna SI och C är de viktigaste influenserna på krackningsmekanismen. Däremot har Mn en försumbar effekt.

  tillsats av sällsynta jordartselement såsom Y och Ce är vanligtvis den främsta rummet vid legerings konstruktion på grund av deras effekter på förstärkning av både korngränser och fast lösning. Yttrium, ett berömt RARE ELEST (RE) -element, har tillämpats framgångsrikt på många områden som metallurgi, kemisk och ytteknik. Yttrium har under de senaste åren lagts till många legeringar, inklusivenickel-based superlegeringar, för att förbättra sina fysiska och mekaniska egenskaper. Zhou m fl. Arbete visade att den optimalanivån av yttrium inickelfri-based legeringar förbättrar stress-rupture egendom och oxidationsbeständigheten avnickel-based superlegering. Yttrium Tillägg i gjutna rostfria stål förbättrar Creep egendom, aluminiumoxid och Fe-Ni-Cr. Det har emellertid varit liten studie av Yttriums effekter pånickel-based supermalloys mikrostruktur och styrka.

  ----