Título

MODELAGEM NUMÉRICA E ANÁLISE EXPERIMENTAL DA PRECIPITAÇÃO DE CARBONETOS DURANTE A SOLDAGEM DE LIGAS DE Ni-Cr-Fe MODIFICADAS COM ADIÇÕES DE Nb, Mo E Hf

NUMERICAL MODELING AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF CARBIDES PRECIPITATION DURING ARC-WELDING OF Ni-Cr-Fe ALLOYS MODIFIED WITH Nb, Mo AND Hf ADDITIONS

Autoria

Unfried-Silgado, Jimy; Afonso, Conrado Ramos Moreira; Junior, Rubens Caram; Ramirez, Antonio J.

DOI

10.5151/2594-5327-16657

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Resumo

A precipitação de carbonetos primários e secundários durante a soldagem em superligas de Ni baseadas na liga 690 modificada com adições propositais de Mo, Nb e Hf foi avaliada através de cálculos termodinâmicos e cinéticos baseados no método Calphad e análise experimental baseada em técnicas de microscopia ótica e eletrônica. A modelagem foi realizada supondo condições de solidificação similares a soldagem a arco. A validação experimental foi feita utilizando microestruturas brutas de solidificação de soldagem TIG. A relação entre a distribuição, formato e estabilidade dos precipitados primários e secundários foi analisada. As adições de Nb e Hf à liga 690 causaram o aumento na precipitação de carbonitretos do tipo MX (M: metal, X: C e/ou N). A morfologia dos precipitados MX foi fortemente modificada pelas adições de Nb e Hf. A maior parte do Mo permaneceu em solução sólida dentro da matriz rica em Ni, mas uma pequena fração deste foi introduzida dentro dos carbonetos. A fração dos carbonetos secundários do tipo M23C6 diminuiu com a adição de Mo, Nb e Hf.

 

Carbides precipitation was evaluated in as welded Ni-base alloy 690 modified with Nb, Mo, and Hf additions. Thermodynamic and kinetic calculations based on Calphad methodology were performed using typical arc-welding conditions. Experimental validation was based on optical and electron microscopy characterization of as-welded autogenous GTAW specimens. The relationships among the carbides partition, morphology, and stability were discussed. The Nb and Hf additions caused the increment of primary MX carbon-nitride (M: metal, X: C and N) precipitation. The carbides morphology was strongly modified by the Nb and Hf additions. Most Mo was in solid solution within Ni-rich matrix; however, it also had a small participation in the carbides chemical composition. Finally, the M23C6 fraction decreased with of the Mo, Nb, and Hf additions.

Palavras-chave

Método Calphad; Superligas de Ni; Precipitação; Carbonetos.

Calphad methodology; Ni-based superalloys; Precipitation; Carbides.