Title

ESTUDO DO FENÔMENO DE FRATURA INTERGRANULAR ASSISTIDA POR OXIDAÇÃO NA INCONEL 718

STUDY OF THE OXIDATION ASSISTED INTERGRANULAR CRACKING ON INCONEL 718

Authorship

Varela, Amanda de Vasconcelos; Deus, Henrique Dias de; Rezende, Monica Costa; Almeida, Luiz Henrique de

DOI

10.5151/1516-392X-30300

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Abstract

A Inconel 718 tem sido usada por décadas nas indústrias aeroespacial e nuclear por sua boa combinação de resistência mecânica e resistência a oxidação. No entanto, entre aproximadamente 650 e 850ºC, observa-se uma mudança indesejável no modo de fratura da superliga, que caracteriza a fratura intergranular assistida por oxidação. Com as temperaturas de operação em cada vez maiores e uma alta demanda por eficiência energética, a fragilização pelo ambiente é uma grande limitação a aplicação da superliga. Por isso, o objetivo deste trabalho é caracterizar o fenômeno através de ensaios de tração a quente em diferentes taxas de deformação e por microscopia eletrônica de varredura e EDS. A faixa de temperatura de ocorrência do fenômeno, segundo a evidência de fratura frágil intergranular variou conforme a taxa aplicada, manifestando-se entre 650 e 750ºC até 900ºC em todos os casos. O efeito da disponibilidade de oxigênio foi observado e o elemento não demonstrou ser determinante na perda de propriedades mecânicas avaliadas em tração. O nióbio, presente em quantidade considerável na liga, apareceu predominantemente como NbC nos contornos e interior dos grãos, incorporado ao titânio na região de fratura, com aspecto fragmentado. Acredita-se, portanto, que este tenha papel decisivo no processo de fragilização.

 

Inconel 718 has been used for decades in nuclear and aerospace industries due to its good combination of strength and oxidation resistance. However, approximately between 650 and 850ºC, a transition in the fracture mode is observed, revealing an intergranular fracture. With increasing operation temperatures and efficiency requirements, environmental embrittlement has become a relevant source of limitation to this alloy’s applications. Because of this, OAIC has been characterized by hot tensile testing at different deformation rates and scanning electron microscopies plus EDS. The phenomenon had different onset temperatures for each deformation rate, suggested by brittle fracture evidence on the fractured surfaces, starting between 650 and 750ºC, while it was finished at 900ºC for all conditions. Oxygen availability was considered and it was not shown to be crucial to the loss of mechanical properties. Oppositely, niobium, which is highly present at this alloy, was identified as NbC with incorporated titanium precipitated along and within grain boundaries in the fracture region. Therefore, it might a play major role on OAIC.

Keywords

niquel, oxidação, fratura, nióbio

nickel, oxidation, fracture, niobium