ANÁLISIS DEL ABLANDAMIENTO CÍCLICO DE INCONEL 718 BASADO EN TENSIONES DE RETROCESO Y FRICCIÓN.

STRUBBIA, R.; DIB, J.; FIGUEROA, C.; HEREÑÚ, S.

Congreso; SAM CONAMET 2022; 2022

La microestructura de Inconel 718 (IN718) constituye una solución sólida de matriz γ rica en Ni, Cr y Fe con precipitados de fases coherentes de γ″ (Ni3Nb) y γ′ Ni3(Al, Ti). Esta aleación base níquel tiene excelentes propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión [1], con amplia utilidad en las industrias aeroespacial, petrolera, química, sistemas de energía nuclear y para la producción de piezas de alta resistencia en la industria automotriz [2-4]. El mecanismo de endurecimiento de esta superaleación se obtiene mediante: (i) recocido o solubilización entre 980 ‐ 1200 °C durante 1 hora a fin disolver diferentes componentes en la matriz y (ii) dos tratamientos de envejecido sucesivos, a 718 °C ° y 650 ° C a fin de formar precipitados γ? (Ni3Al-Ni3Ti) y γ?? (Ni3Nb). En el IN718, el Nb es un componente endurecedor siendo además susceptible a segregación con tendencia a formar fases indeseables, como NbC, TiN, δ‐Ni3Nb y fases Laves. Estas fases degradan la ductilidad a la tracción y las propiedades de fatiga [5,6].Teniendo en cuenta que muchas de las aplicaciones de IN718 involucran cargas cíclicas, el principal objetivo de este trabajo es explicar el comportamiento a fatiga de bajo número de ciclos (LCF) a temperatura ambiente correlacionando su microestructura con las componentes atérmicas y térmicas de la tensión de fluencia. En la literatura [7-10] se considera que la componente atérmica llamada tensión de retroceso ,σR, es causada por obstáculos de largo alcance, como fuertes barreras de estructuras de dislocaciones. Estos obstáculos no pueden ser superados por la activación térmica. Por otro lado, la componente térmica denominada tensión de fricción, σF, es causada por obstáculos de corto alcance, como átomos de soluto y precipitados. Como estos obstáculos tienen un efecto local sobre las dislocaciones, pueden ser superadas por activación térmica. La tensión aplicada es la suma σF y σR.En este trabajo el IN718 muestra un ablandamiento cíclico a temperatura ambiente Fig.1 a). Este resultado concuerda con lo reportado en la literatura [11-14]. Además, en esta figura se corrobora la observación reportada en la literatura que atribuye el ablandamiento cíclico al continuo corte de los precipitados, γ? (Ni3Al-Ni3Ti) y γ??(Ni3Nb) por dislocaciones en bandas deslizantes. Dicho proceso establece caminos preferenciales para el movimiento de dislocaciones durante la deformación progresiva del material [11-14]. Este fenómeno provoca un ablandamiento cíclico y conduce a bandas de deformación aparentemente libres de precipitados. La Fig. 1 b) muestra la variación de σR y σF con la fatiga a temperatura ambiente. Mientras que σB tiene el mismo nivel de tensión y permanece casi constante durante toda la vida a fatiga, σF decrece desde el inicio del ensayo y luego alcanza una etapa de saturación durante el resto de la vida a fatiga. Por lo tanto, σF parece ser responsable del ablandamiento cíclico observado. Dicho hecho concuerda con el corte de precipitados en las bandas de dislocaciones provocando la disminución de obstáculos de corto alcance para el movimiento de las dislocaciones.