Efecto de la vía de conformado en la precipitación de la superaleación Nimonic 80A

Abstract

En el presente trabajo se estudiaron y analizaron tres vías alternativas al proceso de conformado convencional de la superaleación Nimonic 80A. El objetivo es poder disminuir el tiempo y costo del proceso sin afectar las propiedades del producto final. Para ello se llevaron a cabo simulaciones de las operaciones de forja, mediante ensayos de compresión en caliente a diferentes temperaturas y velocidades de deformación, para generar diferentes microestructuras a nivel de tamaño de grano y fracción recristalizada. Posteriormente, a los ciclos termomecánicos elegidos para simular las etapas de forja, se aplicaron los tratamientos térmicos prescritos para la aleación. Las microestructura y propiedades generadas por estas condiciones fueron tomadas como referencia para ciclos alternativos que implicaban: (I) eliminar la etapa de solubilización previa al envejecimiento, (II) llevar a cabo un envejecimiento directo desde condiciones de forja y (III) llevar a cabo un envejecimiento directo tras deformar en condiciones de enfriamiento continuo. Tras aplicar los diferentes ciclos termomecánicos y de envejecimiento, las probetas fueron sometidas a estudios de dureza, como medida para valorar los cambios en las propiedades mecánicas asociados a las características microestructurales generadas por cada ciclo. Asimismo, se llevó a cabo un detallado análisis metalográfico mediante microscopia óptica y electrónica. This paper studied and analyzed three alternative procedures of the conventional shaping of the Nimonic 80A superalloy. The objective is diminishing time and cost of the procedure without affecting the properties of the final product. Therefore, it were made simulations of forging operations by hot compression experiments with different temperatures and speeds of deformation in order to generate different microstructures regarding the grain size and recrystallized portion. Subsequently, it were applied the heating treatment prescribed for the alloy to the thermomechanics cycles chosen to simulate the forcing stages. The microstructures and properties generated by these conditions were taking into account for alternative cycles which imply: (I) remove the stage of deformation prior of ageing, (II) make a direct ageing from forging conditions and (III) make a direct ageing after the deformation in continuous cooling conditions. After the application of the different thermomechanics cycles and ageing procedures, the test pieces were subjected to harshness studies in order to quantify the changes in the mechanics properties related to the microstructural characteristics for each cycle. Likewise, it was made a detailed metallographic analysis through optic and electric microscopy.