Cambiamenti irreversibili nelle proprietà meccaniche delle leghe a base di nichel-dopo un servizio a lungo-termine elevato-a temperatura
Dopo un utilizzo a lungo-termine in condizioni di alta-temperatura, le leghe a base di nichel-subiscono una serie di evoluzioni microstrutturali irreversibili, che portano direttamente al degrado delle loro proprietà meccaniche. Le principali modifiche irreversibili delle proprietà meccaniche sono le seguenti:
1.Riduzione della resistenza alla trazione e allo snervamento
Durante l'esposizione a lungo termine-alle alte-temperature, le fasi di rafforzamento (come ' fase, '' fase) nelle leghe a base di nichel- subiranno processi come l'ingrossamento, l'aggregazione e persino la dissoluzione. Queste fasi sono i componenti principali che mantengono l'elevata resistenza della lega. I loro cambiamenti morfologici e strutturali distruggono l'originale effetto di dislocazione, determinando una diminuzione significativa e irreversibile della resistenza alla trazione e della resistenza allo snervamento della lega sia a temperatura ambiente che a temperatura di servizio.
2.Deterioramento della duttilità e della tenacità
Il servizio a lungo termine-ad alta temperatura-indurrà la precipitazione di fasi fragili (ad esempio, fase σ, fase di Laves) ai bordi dei grani delle leghe a base di nichel-. Nel frattempo, la crescita dei grani avverrà a causa dell’effetto di attivazione termica, che riduce il numero di bordi dei grani che possono ostacolare la propagazione delle cricche. Questi fattori insieme causano ovviamente una diminuzione dell'allungamento della lega e della riduzione dell'area, e anche la resistenza all'urto sarà degradata in modo irreversibile, rendendo la lega soggetta a frattura fragile sotto carico.
3.Degrado della resistenza al creep e alla fatica
La resistenza al creep è una delle proprietà chiave delle leghe a base di nichel-per applicazioni ad alta-temperatura. Lo stress da-alta{4}}temperatura a lungo termine porterà all'accumulo di danni da scorrimento viscoso, tra cui l'ascesa delle dislocazioni, la formazione di vuoti e la crescita ai bordi dei grani e la fessurazione intergranulare. Questi danni sono irreversibili. Allo stesso tempo, il carico di fatica ad alta-temperatura accelererà l'inizio e la propagazione delle cricche. L'effetto combinato di creep e fatica riduce drasticamente la durata della lega alla rottura per creep e alla fatica e questo degrado delle prestazioni non può essere recuperato mediante un trattamento termico convenzionale.
4.Perdita di durezza
La diminuzione del numero di fasi di rinforzo fini e disperse e l'ammorbidimento della matrice causato dalla diffusione ad alta-temperatura porteranno ad una riduzione irreversibile della durezza delle leghe a base di nichel-. La durezza è strettamente correlata alla resistenza all'usura e alla resistenza alla fatica da contatto della lega, quindi la perdita di durezza influenzerà ulteriormente le prestazioni di servizio complessive della lega.
Tutti i cambiamenti delle proprietà meccaniche di cui sopra sono guidati da trasformazioni microstrutturali irreversibili e non possono essere ripristinati allo stato originale attraverso processi di post-trattamento come il riscaldamento o il reaging.
