Inconel 718 is a nickel-based alloy, predominantly used in the oil and gas industry, in aircraft engines as well as in gas turbine engines. It provides exceptional properties like high strength, creep resistance, corrosion resistance and long fatigue life at high temperatures as well as in cryogenic environments. However, presence of non-metallic inclusions in the metal matrix affects these properties and reduces the quality of alloy. Therefore, the determination of inclusion characteristics like morphology, chemical composition, number and size is very important to control the product quality. The purpose of this study was to find an effective method for investigating non-metallic inclusions characteristics in a short period of time. Two investigation methods were used: i) Conventional CS method in which the sample is grinded and polished for 2D cross-sectional metallographic examinations under a scanning electron microscope (SEM), ii) New experimental MS method in which the sample is electrolyzed in a non-aqueous solution for a short period of time, followed by 3D metallographic examinations under a scanning electron microscope (SEM). Four types of non-metallic inclusions were observed in tested samples of Inconel718 alloy named as; carbides, sulphides/carbosulphides, carbonitrides/nitrides and intermetallic carbides. It was also found that medium and large inclusions appeared more on MS compared to CS and provides good precision of morphology and size. However, it is not useful in finding the total number of inclusions, including small-sized inclusions. Both methods showed very little or no influence of metal matrix on inclusions >6mm. From the findings, it is suggested to use MS method for analysing medium and large-sized inclusions. But to achieve more accurate information, results from both methods should be combined. / Inconel 718 är en nickel-baserad legering som främst används inom olje- och gasindustrin, i flygplansmotorer samt i gasturbinmotorer. Den ger exceptionella egenskaper som hög hållfasthet, krypmotstånd, korrosionsbeständighet och lång utmattningslivslängd vid höga temperaturer såväl som i kryogena miljöer. Närvaron av icke-metalliska inneslutningar i metallmatrisen påverkar dessas egenskaper och minskar legeringens kvalitet. Därav är bestämningen av inneslutningsegenskaper som morfologi, kemisk sammansättning, antal och storlek mycket viktigt för att kontrollera produktkvaliteten. Syftet med denna studie är att hitta en effektiv metod för att undersöka icke-metalliska inneslutningsegenskaper på kort tid. Två undersökningsmetoder användes: i) Konventionell tvärsnittsmetod (CS) där provet slipas och poleras för metallografiska undersökningar av 2D-tvärsnitt med ett svepelektronmikroskop (SEM), ii) Experimentell extraktion av metallyta (MS), vilket är en elektrolysmetod där provet exponeras för en icke-vattenhaltig lösning under en kort tid. Detta följt av 3D-metallografiska undersökningar med ett svepelektronmikroskop (SEM). Karbider, sulfider/karbosulfider, karbonitrider/nitrider och intermetalliska karbider, var de fyra typer av icke-metalliska inneslutningar som observerades i de testade Inconel 718-legeringarna. Dessutom observerades det att medelstora och stora inneslutningar förekom mer frekvent på MS-prov och ger bättre precision av morfologi och storlek än CS-prov. Metoden är dock inte användbar för att hitta det totala antalet inneslutningar. Sammansättningsanalys av inneslutningar visade mycket liten eller ingen inverkan av metallmatris element på inneslutningar >6 μm i båda testmetoderna. Utgående från resultaten, rekommenderas MS-metoden för att analysera medelstora och stora inneslutningar. Men för att få bäst resultat bör metoderna kombineras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-312760 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Baig, Mehreen |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:114 |
Page generated in 0.0025 seconds