Efectos de diferentes contenidos de Si y niveles térmicos en la formación de la fase secundaria, la ductilidad en caliente y las propiedades de rotura por tensión de las piezas fundidas de inversión de aleación 718

Se investigaron los efectos de la microestructura en las propiedades a alta temperatura (ductilidad en caliente y resistencia a la rotura por tensión) en fundiciones de inversión (fundición a la cera perdida o microfusión) de aleación 718 fabricadas con diferentes contenidos de Si (0,051, 0,11 y 0,17% en peso) y diferentes velocidades de enfriamiento (0,52°C/s y 1,65°C/s). Para las fundiciones con una velocidad de enfriamiento baja, se añadió un paso de tratamiento de solución adicional al tratamiento térmico estándar previo a la soldadura. Incluso pequeñas cantidades de fase Laves residual (0,14 a 0,35% en peso) afectaron negativamente tanto la ductilidad en caliente como las propiedades de rotura por tensión. Las pruebas de ductilidad en caliente indicaron que la presencia de la fase Laves provocó una disminución más temprana de la ductilidad en caliente en las pruebas de calentamiento y una recuperación retardada de la ductilidad en las pruebas de enfriamiento. Ambos efectos suelen estar asociados con una peor soldabilidad y una mayor susceptibilidad al agrietamiento en caliente. La recuperación de la ductilidad también se vio afectada por el tamaño de grano y la relación de aspecto: los tamaños de grano columnares y más pequeños mostraron una mejor recuperación de la ductilidad. Las pruebas de rotura por tensión indicaron que la vida útil y la elongación a la rotura por tensión disminuyeron con el aumento del contenido de Si, debido a la presencia de una red semicontinua de fase de Laves en los límites de grano en lugar de fases δ intergranulares. Este efecto fue mucho más pronunciado en las pruebas de rotura por tensión que en las de ductilidad en caliente. La presencia de fase de Laves residual se asoció con un mayor contenido de Si y menores velocidades de enfriamiento. El tratamiento adicional de solución de 2 horas a 1052 °C no eliminó completamente la fase de Laves.

Agradecimiento: Esta investigación se realizó parcialmente en el marco del proyecto HiperTURB, financiado por Clean Sky 2, en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, bajo el acuerdo de subvención nº 755561. Se agradece a Bengt Pettersson y Vikström Fredrik, de la empresa GKN Aerospace en Trollhättan (Suecia), su apoyo técnico y sus fructíferas conversaciones. Asimismo, los autores agradecen a Kejll Hurtig y Joel Andersson (Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de West) su apoyo en la realización de ensayos de ductilidad en caliente.

Este estudio se realizó con el apoyo financiero del Gobierno Vasco (Proyecto: CEMAP: Desarrollo de Materiales Cerámicos y Metálicos de Altas Prestaciones para Fabricación Avanzada, ELKARTEK KK-2020/00047 y MIMINERVA: ELKARTEK KK-2022/00082)