Published January 19, 2024 | Version v1
Publication Open

Effect of stress relief and solubilization heat treatments on laser additive manufactured Inconel 625: microstructure and properties

Creators

  • 1. Universidade de São Paulo
  • 2. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
  • 3. Universidade Estadual de Ponta Grossa
  • 4. Universitat Politècnica de Catalunya

Description

Abstract This work assesses the effect of the energy input and the stress relief and solubilization heat treatment on the microstructure and mechanical properties of an Inconel 625 alloy processed by laser additive manufacturing using directed energy deposition. Two processing conditions were used to deliver high productivity with a high energy input (HEI) and another with better geometrical precision using a lower energy input (LEI). The mechanical test samples were built vertically and horizontally aligned with the tensile test direction. The samples were submitted to residual stress relief (SR) and SR + solubilization (S) heat treatments (SR + S). Results showed increased elongation with solubilization heat treatment, while UTS and YS decreased with heat treatment combination, which was linked to the stronger texture developed in HEI condition. Samples built in the vertical direction presented lower YS. The fracture toughness of solubilization heat-treated samples showed higher values, while LEI gave just slightly higher values. Although the microstructural and mechanical features are similar between the HEI and LEI conditions, the first stands out because parts can be fabricated quickly without losing mechanical performance under quasi-static conditions, impact fracture tests, or the production of unwanted phases.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص يقيم هذا العمل تأثير مدخلات الطاقة والتخفيف من الإجهاد والمعالجة الحرارية للذوبان على البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية لسبيكة إنكونيل 625 المعالجة بواسطة تصنيع المواد المضافة بالليزر باستخدام ترسيب الطاقة الموجه. تم استخدام شرطين للمعالجة لتوفير إنتاجية عالية باستخدام مدخلات طاقة عالية (HEI) وآخر بدقة هندسية أفضل باستخدام مدخلات طاقة أقل (LEI). تم بناء عينات الاختبار الميكانيكية عموديًا وأفقيًا بمحاذاة اتجاه اختبار الشد. تم تقديم العينات إلى المعالجات الحرارية لتخفيف الإجهاد المتبقي (SR) و SR + الذوبان (S) (SR + S). أظهرت النتائج زيادة الاستطالة مع المعالجة الحرارية للذوبان، في حين انخفض UTS و YS مع تركيبة المعالجة الحرارية، والتي ارتبطت بالقوام الأقوى الذي تم تطويره في حالة HEI. قدمت العينات المبنية في الاتجاه الرأسي YS أقل. أظهرت صلابة الكسر لعينات الذوبان المعالجة بالحرارة قيمًا أعلى، في حين أعطى لي قيمًا أعلى قليلاً. على الرغم من أن السمات الهيكلية الدقيقة والميكانيكية متشابهة بين ظروف HEI و LEI، إلا أن الأول يبرز لأنه يمكن تصنيع الأجزاء بسرعة دون فقدان الأداء الميكانيكي في ظل ظروف شبه ثابتة، أو اختبارات صدمة الكسر، أو إنتاج مراحل غير مرغوب فيها.

Translated Description (French)

Résumé Ce travail évalue l'effet de l'apport d'énergie et du traitement thermique de soulagement des contraintes et de solubilisation sur la microstructure et les propriétés mécaniques d'un alliage Inconel 625 traité par fabrication additive laser par dépôt à énergie dirigée. Deux conditions de traitement ont été utilisées pour fournir une productivité élevée avec un apport d'énergie élevé (HEI) et une autre avec une meilleure précision géométrique en utilisant un apport d'énergie inférieur (Lei). Les échantillons d'essai mécaniques ont été construits verticalement et horizontalement alignés avec la direction d'essai de traction. Les échantillons ont été soumis à des traitements thermiques de soulagement des contraintes résiduelles (SR) et de solubilisation (S) (SR + S). Les résultats ont montré une augmentation de l'allongement avec le traitement thermique de solubilisation, tandis que l'UTS et l'YS diminuaient avec la combinaison de traitement thermique, ce qui était lié à la texture plus forte développée dans l'état HEI. Les échantillons construits dans la direction verticale présentaient un YS inférieur. La ténacité à la rupture des échantillons traités thermiquement par solubilisation a montré des valeurs plus élevées, tandis que LEI a donné des valeurs légèrement plus élevées. Bien que les caractéristiques microstructurales et mécaniques soient similaires entre les conditions HEI et LEI, la première se distingue par le fait que les pièces peuvent être fabriquées rapidement sans perdre de performances mécaniques dans des conditions quasi-statiques, des essais de rupture par impact ou la production de phases indésirables.

Translated Description (Spanish)

Resumen Este trabajo evalúa el efecto de la entrada de energía y el alivio de la tensión y el tratamiento térmico de solubilización en la microestructura y las propiedades mecánicas de una aleación Inconel 625 procesada por fabricación aditiva láser utilizando deposición de energía dirigida. Se utilizaron dos condiciones de procesamiento para ofrecer una alta productividad con un alto consumo de energía (HEI) y otra con una mejor precisión geométrica utilizando un menor consumo de energía (LEI). Las muestras de prueba mecánica se construyeron vertical y horizontalmente alineadas con la dirección de la prueba de tracción. Las muestras se sometieron a tratamientos térmicos de alivio de estrés residual (SR) y SR + solubilización (S) (SR + S). Los resultados mostraron un mayor alargamiento con el tratamiento térmico de solubilización, mientras que UTS e YS disminuyeron con la combinación de tratamiento térmico, lo que se relacionó con la textura más fuerte desarrollada en la condición de IES. Las muestras construidas en dirección vertical presentaron menor YS. La tenacidad a la fractura de las muestras tratadas térmicamente por solubilización mostró valores más altos, mientras que LEI dio valores ligeramente más altos. Aunque las características microestructurales y mecánicas son similares entre las condiciones HEI y LEI, la primera se destaca porque las piezas se pueden fabricar rápidamente sin perder rendimiento mecánico en condiciones casi estáticas, pruebas de fractura por impacto o la producción de fases no deseadas.

Files

s00170-024-12967-4.pdf.pdf

Files (4.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a5c2968c7d21222f020258ce71b03a18
4.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير المعالجات الحرارية لتخفيف الإجهاد والذوبان على المضافات الليزرية المصنعة Inconel 625: البنية المجهرية والخصائص
Translated title (French)
Effet des traitements thermiques de soulagement des contraintes et de solubilisation sur l'Inconel 625 fabriqué par additif laser : microstructure et propriétés
Translated title (Spanish)
Efecto de los tratamientos térmicos de alivio de estrés y solubilización en el aditivo láser fabricado Inconel 625: microestructura y propiedades

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391033006
DOI
10.1007/s00170-024-12967-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4391028534 (Other)
https://openalex.org/W4285291764 (Other)
https://openalex.org/W4230621799 (Other)
https://openalex.org/W3137294223 (Other)
https://openalex.org/W3082311062 (Other)
https://openalex.org/W2963968491 (Other)
https://openalex.org/W2758099982 (Other)
https://openalex.org/W2197763999 (Other)
https://openalex.org/W2040915140 (Other)
https://openalex.org/W2010122177 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1994451180
  • https://openalex.org/W1999422453
  • https://openalex.org/W2004509699
  • https://openalex.org/W2039495599
  • https://openalex.org/W2048333834
  • https://openalex.org/W2078382261
  • https://openalex.org/W2588779846
  • https://openalex.org/W2750415827
  • https://openalex.org/W2800923100
  • https://openalex.org/W2911152937
  • https://openalex.org/W2965123644
  • https://openalex.org/W2979207228
  • https://openalex.org/W3156685772
  • https://openalex.org/W3167891248
  • https://openalex.org/W3184182675
  • https://openalex.org/W4235334563
  • https://openalex.org/W4240009937
  • https://openalex.org/W4252902058
  • https://openalex.org/W4292757069
  • https://openalex.org/W4307047056
  • https://openalex.org/W4324145301
  • https://openalex.org/W623231525