{"id":8982,"date":"2025-07-25T10:56:39","date_gmt":"2025-07-25T02:56:39","guid":{"rendered":"https:\/\/am-material.com\/?p=8982"},"modified":"2025-07-18T11:05:40","modified_gmt":"2025-07-18T03:05:40","slug":"selection-of-hip-temperature-for-lpbf-superalloy-rene125","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-material.com\/es\/news\/selection-of-hip-temperature-for-lpbf-superalloy-rene125\/","title":{"rendered":"Selecci\u00f3n de la temperatura HIP para la superaleaci\u00f3n LPBF Rene125"},"content":{"rendered":"

Selecci\u00f3n de la temperatura HIP para la superaleaci\u00f3n LPBF Rene125<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La aleaci\u00f3n Rene125 es una superaleaci\u00f3n de base n\u00edquel solidificada direccionalmente con excelentes propiedades mec\u00e1nicas a altas temperaturas, una extraordinaria resistencia a la oxidaci\u00f3n y una notable resistencia a la fluencia. Estas propiedades la hacen especialmente adecuada para componentes de alta temperatura en aplicaciones aeroespaciales, como los \u00e1labes de turbina. Aunque la tecnolog\u00eda tradicional de solidificaci\u00f3n direccional (DS) presenta ventajas en la preparaci\u00f3n de estructuras cristalinas direccionales a gran escala, es costosa y compleja. La fusi\u00f3n de polvo por l\u00e1ser (LPBF) ofrece una alternativa mediante el escaneo punto por punto con l\u00e1ser de alta energ\u00eda y velocidades de enfriamiento ultraelevadas, lo que permite obtener microestructuras similares.<\/p>\n\n\n\n

El polvo Rene125 utilizado en este estudio fue proporcionado por Truer Technology Co. Ltd. El polvo se prepar\u00f3 mediante el m\u00e9todo de atomizaci\u00f3n con gas con un rango de tama\u00f1o de part\u00edcula de 15-53 \u03bcm.<\/p>\n\n\n\n

Im\u00e1genes SEM del polvo Rene125 con PSD 15-53um<\/strong>  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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M\u00e9todo experimental:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Antes del proceso LPBF, los polvos se secaron en un horno a 130 \u00b0C durante 2 h para eliminar la humedad y mejorar su fluidez. Todas las muestras se fabricaron en sustratos monocristalinos preparados mediante DS. Se mantuvieron constantes el grosor de la capa (30 \u03bcm), el paso de barrido (100 \u03bcm) y el \u00e1ngulo de barrido entre capas (67\u00b0). Se seleccionaron diferentes potencias de l\u00e1ser (180\/240\/300\/360 W) y velocidades de escaneado (400\/500\/600\/700\/800\/900 mm\/s) para optimizar los par\u00e1metros y determinar la mejor combinaci\u00f3n. Se prepararon probetas c\u00fabicas con unas dimensiones de 8 mm (longitud) \u00d7 8 mm (anchura) \u00d7 8 mm (altura) para la microestructura, y probetas de tracci\u00f3n con una longitud de 30 mm, paralelas a la direcci\u00f3n de construcci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Muestra LPBF y direcci\u00f3n del edificio<\/strong>  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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El prensado isost\u00e1tico en caliente (HIP) se estableci\u00f3 a una presi\u00f3n constante de 120 MPa bajo atm\u00f3sfera de arg\u00f3n, y se seleccionaron tres temperaturas diferentes – 1050 \u00b0 C, 1150 \u00b0 C y 1230 \u00b0 C  para tratar las muestras, que se marcaron como HIP-1050, HIP-1150 y HIP-1230 respectivamente. Durante el tratamiento HIP, la velocidad de calentamiento se mantuvo en 10 \u00b0 C \/ min. Despu\u00e9s de alcanzar la temperatura objetivo, se mantuvo isot\u00e9rmicamente durante 3 horas y luego se enfri\u00f3 a temperatura ambiente con el horno.<\/p>\n\n\n\n

Grieta de solidificaci\u00f3n:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Grietas de solidificaci\u00f3n de la probeta LPBF de Ren\u00e9 125<\/strong>  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En consonancia con estudios anteriores sobre superaleaciones con base de n\u00edquel tratadas con LPBF, las grietas internas de la muestra original se componen principalmente de grietas de solidificaci\u00f3n. Se seleccion\u00f3 la muestra fabricada con una potencia l\u00e1ser de 360 W y una velocidad de barrido de 700 mm\/s para investigar el mecanismo de formaci\u00f3n de grietas. La microestructura de la grieta de solidificaci\u00f3n t\u00edpica presenta caracter\u00edsticas de fractura intergranular a lo largo del l\u00edmite de la dendrita. En el interior de la grieta se observ\u00f3 una morfolog\u00eda evidente de dendrita primaria y brazo de dendrita secundario.<\/p>\n\n\n\n

Imagen de la distribuci\u00f3n de elementos EPMA<\/strong>  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Los resultados de EPMA comparan grietas y zonas intactas cerca de la punta de la grieta. La evidente segregaci\u00f3n de elementos de soluto (Hf, Ti, Ta) en los l\u00edmites de grano produce la caracter\u00edstica morfolog\u00eda de solidificaci\u00f3n suave de la pel\u00edcula l\u00edquida. Durante el r\u00e1pido proceso de solidificaci\u00f3n, la fusi\u00f3n local del eut\u00e9ctico de baja fusi\u00f3n en los l\u00edmites de grano conduce a la ruptura de la pel\u00edcula l\u00edquida bajo tensi\u00f3n t\u00e9rmica. Los ciclos t\u00e9rmicos subsiguientes a partir de charcos fundidos superpuestos intensifican la propagaci\u00f3n de la grieta mediante procesos repetidos de licuefacci\u00f3n-solidificaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Efecto de la temperatura HIP en la evoluci\u00f3n de la microestructura:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Microestructura a diferentes temperaturas de HIP<\/strong>  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Todas las muestras tratadas con HIP se fabricaron con los par\u00e1metros de proceso \u00f3ptimos de 300 W\/900 mm\/s. La figura anterior muestra la microestructura de la aleaci\u00f3n Rene125 tratada con HIP a 1050\u00b0C, 1150\u00b0C y 1230\u00b0C, respectivamente. A escala macrosc\u00f3pica (300 \u03bcm), la muestra tratada con HIP a 1050\u00b0C conserva algunas grietas sin curar y poros irregulares, lo que indica que el mecanismo de eliminaci\u00f3n de poros por difusi\u00f3n no est\u00e1 suficientemente activado a esta temperatura. A medida que la temperatura HIP aumenta hasta 1150\u00b0C, el n\u00famero de poros disminuye significativamente, y los poros residuales son esf\u00e9ricos (di\u00e1metro <5 \u03bcm), lo que indica que hay suficiente energ\u00eda t\u00e9rmica para el flujo pl\u00e1stico y la uni\u00f3n por difusi\u00f3n. Con el tratamiento HIP a 1230 \u00b0C, la muestra alcanza una densificaci\u00f3n casi completa y los poros se eliminan por completo, lo que indica que la difusi\u00f3n aparente y el deslizamiento de los l\u00edmites de grano dominan el proceso de densificaci\u00f3n a altas temperaturas.<\/p>\n\n\n\n

la muestra de 1050\u00b0C-HIP conserva estructuras de grano columnar durante el proceso LPBF, aunque hay una nucleaci\u00f3n obvia de granos recristalizados en los l\u00edmites de grano. La muestra de 1150\u00b0C-HIP muestra una recristalizaci\u00f3n m\u00e1s obvia, formando una microestructura bif\u00e1sica de granos equiaxed y granos columnares residuales. Se observan abundantes precipitados blancos a lo largo de los l\u00edmites de grano. Tras el tratamiento HIP a 1230\u00b0C, se produce una recristalizaci\u00f3n casi completa. La microestructura de la muestra HIP-1230 se transforma de cristales columnares gruesos a granos equiaxiales con l\u00edmites de grano rectos, lo que concuerda con la migraci\u00f3n acelerada de los l\u00edmites de grano a alta temperatura. El n\u00famero de precipitados de l\u00edmites de grano blancos se reduce significativamente en comparaci\u00f3n con la condici\u00f3n de 1150\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

Conclusiones<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La formaci\u00f3n de grietas en la aleaci\u00f3n Rene125 tratada con LPBF se atribuye principalmente a la concentraci\u00f3n de tensiones en el l\u00edmite de grano y a la segregaci\u00f3n de la fase eut\u00e9ctica de bajo punto de fusi\u00f3n en la regi\u00f3n de solapamiento del ba\u00f1o de fusi\u00f3n. El aumento de la velocidad de barrido favorece la transici\u00f3n del modo de ojo de cerradura al modo de conducci\u00f3n, lo que promueve el crecimiento direccional del grano y alivia la formaci\u00f3n de grietas.<\/p>\n\n\n\n

El tratamiento HIP sanea eficazmente las grietas y poros retenidos durante la LPBF. Se consigue una densificaci\u00f3n casi completa bajo HIP a 1230\u00b0C, acompa\u00f1ada de una recristalizaci\u00f3n completa y una reducci\u00f3n significativa de la densidad de dislocaciones.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Selection of HIP Temperature for LPBF Superalloy Rene125 Rene125 alloy is a directionally solidified nickel-based superalloy with excellent high temperature mechanical properties, outstanding oxidation resistance and remarkable creep resistance. These properties make it particularly suitable for high temperature components in aerospace applications, such as turbine blades. Although traditional directional solidification technology (DS) has advantages in […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":8983,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"post_folder":[],"class_list":["post-8982","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8982"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8990,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982\/revisions\/8990"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8983"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8982"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8982"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8982"},{"taxonomy":"post_folder","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-material.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/post_folder?post=8982"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}