Metallien lisäävä valmistus : jauhepetisulatuksessa käytetyn Inconel 718 nikkeliseoksen korroosionkesto
Halonen, Toni (2020)
Kandidaatintyö
2020
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020061142715
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020061142715
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tavoitteena oli luoda ajankohtainen kirjallisuuskatsaus jauhepetisulatuksessa käytetyn Inconel 718 nikkeliseoksen korroosionkestosta. Tutkimus tehtiin etsimällä viimeisintä tutkimusdataa aiheesta eri tietokannoista ja kokoamalla se yhteen. Työssä käytetyt tietokannat olivat LUT Finna, Google Scholar ja Scopus.
Inconel 718 nikkeliseosta pidetään yleisesti hyvin korroosiota kestävänä materiaalina. Työssä esitellään aikaisempia tutkimustuloksia Inconel 718 nikkeliseoksen korroosionkestoon vaikuttavista ominaisuuksista sekä korroosionkestoa parantavista tekijöistä.
Työn tuloksena on, että materiaalin korroosionkestoon vaikuttavat useat ominaisuudet. Seoksen sisältämä nikkeli parantaa korroosionkestoa orgaanisissa ja epäorgaanisissa yhdisteissä, molybdeeni puolestaan ehkäisee pistekorroosiolta. Lisäksi jauhepetisulatuksella valmistetun kappaleen suhteellinen tiheysprosentti ja materiaalin pinnalle muodostuvat oksidikerrokset suojaavat korroosiolta. Korroosionkestoa parantavia menetelmiä ovat ECPprosessi, renium-jauheeseen yhdistäminen ja HIP-käsittely. Näistä ECP-prosessin eli elektrokemiallisen kiillotuksen muodostama ohut oksidikerrostuma suojaa kappaletta korroosiolta ja Inconel 718 nikkeliseokseen liuotettu renium lisää pistekorroosionkestoa. HIP-käsittelyn eli kuumaisostaattisen puristuksen ansiosta kappaleen tiheys kasvaa ja osoittaa tämän takia suurempaa hapettumisvastusta. Tuloksien mukaan Inconel 718 nikkeliseoksesta jauhepetisulatuksella valmistetut tuotteet soveltuvat korroosionkesto ominaisuuksiltaan erityisesti vaativiin ympäristöihin ja olosuhteisiin. The aim of this bachelor's thesis was to compile a current literature review on the corrosion resistance of Inconel 718 nickel alloy used in powder bed fusion. The study was conducted by searching the latest research data on the topic from different databases and compiling it together. The databases used in the work were LUT Finna, Google Scholar and Scopus.
Inconel 718 is generally considered to be a highly corrosion resistant material. This study presents previous research results on the properties of Inconel 718 nickel alloy that affect corrosion resistance and the factors that improve corrosion resistance.
The result of this thesis was that corrosion resistance of the material is affected by several properties. The nickel in the alloy improves corrosion resistance in organic and inorganic compounds, while molybdenum prevents pitting corrosion. In addition, the relative density of the part manufactured by powder bed fusion and the oxide layers formed on the surface of the material, protect against corrosion. Methods to improve corrosion resistance include the ECP process, combination with rhenium powder, and HIP treatment. Of these, the thin oxide layer formed by the ECP process protects the part from corrosion and the rhenium dissolved in Inconel 718 increases the resistance to pitting corrosion. As a result of HIP treatment, the density of the part increases and therefore shows a higher oxidation resistance. According to the results, the products made of Inconel 718 nickel alloy by powder bed fusion are suitable for environments and conditions that are particularly demanding in terms of their corrosion resistance properties.
Inconel 718 nikkeliseosta pidetään yleisesti hyvin korroosiota kestävänä materiaalina. Työssä esitellään aikaisempia tutkimustuloksia Inconel 718 nikkeliseoksen korroosionkestoon vaikuttavista ominaisuuksista sekä korroosionkestoa parantavista tekijöistä.
Työn tuloksena on, että materiaalin korroosionkestoon vaikuttavat useat ominaisuudet. Seoksen sisältämä nikkeli parantaa korroosionkestoa orgaanisissa ja epäorgaanisissa yhdisteissä, molybdeeni puolestaan ehkäisee pistekorroosiolta. Lisäksi jauhepetisulatuksella valmistetun kappaleen suhteellinen tiheysprosentti ja materiaalin pinnalle muodostuvat oksidikerrokset suojaavat korroosiolta. Korroosionkestoa parantavia menetelmiä ovat ECPprosessi, renium-jauheeseen yhdistäminen ja HIP-käsittely. Näistä ECP-prosessin eli elektrokemiallisen kiillotuksen muodostama ohut oksidikerrostuma suojaa kappaletta korroosiolta ja Inconel 718 nikkeliseokseen liuotettu renium lisää pistekorroosionkestoa. HIP-käsittelyn eli kuumaisostaattisen puristuksen ansiosta kappaleen tiheys kasvaa ja osoittaa tämän takia suurempaa hapettumisvastusta. Tuloksien mukaan Inconel 718 nikkeliseoksesta jauhepetisulatuksella valmistetut tuotteet soveltuvat korroosionkesto ominaisuuksiltaan erityisesti vaativiin ympäristöihin ja olosuhteisiin.
Inconel 718 is generally considered to be a highly corrosion resistant material. This study presents previous research results on the properties of Inconel 718 nickel alloy that affect corrosion resistance and the factors that improve corrosion resistance.
The result of this thesis was that corrosion resistance of the material is affected by several properties. The nickel in the alloy improves corrosion resistance in organic and inorganic compounds, while molybdenum prevents pitting corrosion. In addition, the relative density of the part manufactured by powder bed fusion and the oxide layers formed on the surface of the material, protect against corrosion. Methods to improve corrosion resistance include the ECP process, combination with rhenium powder, and HIP treatment. Of these, the thin oxide layer formed by the ECP process protects the part from corrosion and the rhenium dissolved in Inconel 718 increases the resistance to pitting corrosion. As a result of HIP treatment, the density of the part increases and therefore shows a higher oxidation resistance. According to the results, the products made of Inconel 718 nickel alloy by powder bed fusion are suitable for environments and conditions that are particularly demanding in terms of their corrosion resistance properties.