LPBFによるインコネル939の高温酸化
はじめに
ニッケル基超合金 は、1100～1150℃までの高温用途向けに設計された耐食合金である。耐クリープ性、耐加硫性、耐酸化性が高いため、航空宇宙産業やエネルギー産業で広く使用されている。通常、炭素やホウ素のような軽元素や、Ta、W、Nb、Reのような重耐火性元素を含む10種類までの合金元素を含んでいます。
インコネル939(としても知られている。 939年)は、タービンブレードや翼に一般的に使用される高クロム含有超合金である。この合金は、950℃までの使用温度で良好な溶接性と十分な強度を有する。In718、In625、Rene220などのIn939に類似した超合金は、Crの優先酸化によりCr2O3層を形成し、高温腐食から金属を保護する。形成された酸化物層は通常緻密で成長が遅く、1000℃までの使用温度で長い耐用年数を持つ。使用時、Cr2O3層は応力を受け、特に繰り返し条件下では、層の剥落につながる可能性がある。
の酸化特性を調べた。 939年 AMとCM（鋳造）によって製造された部品を、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（SEM）、エネルギー分散型X線分光法（EDX）を用いて、900℃で158時間暴露した後に詳細に調査した。
材料
について 939年 合金は、AM（レーザー粉末床溶融法、LPBF）とCM（鋳造）の両方によって製造される。AMとCMのIn939合金の化学組成を以下に示す。 表1:
結果と考察
図1 は、平均サイズ100-120μmのAM In939のエッチングされた微細構造の光学顕微鏡写真である。
図2 は、900℃で158時間酸化したAM-Y方向、AM-Z方向およびCM In939試料のSEM-EDX断面を示す。断面像によると、外部成長した Cr2O3層 がすべての試料に平均 3 μm の厚さで存在している。この層は連続的で均一であり、微細構造異方性に起因する相組成と酸化物層の厚さの点で、試料間の外部成長スケールに大きな違いはない。これは、AM材料の微細構造異方性が、この条件下での酸化挙動に影響を与えないことを意味している：
結論
本研究では、積層造形法により製造されたIn939の900℃における腐食特性が、成形方向に対する酸化表面の方向に依存することなく、従来製造(CM)のIn939の腐食特性と類似していることに着目した。両材料ともIn939表面に保護酸化膜としてCr2O3層を形成する。
