Base de connaissances

Sarafan, S.; Wanjara, P.; Pelletier, R.; Atabay, S.E.; Gholipour, J.; Soost, J.; Amos, R.; Patnaik, P. (2024). Elevated-Temperature Tensile Behavior and Properties of Inconel 718 Fabricated by In-Envelope Additive–Subtractive Hybrid Manufacturing and Post-Process Precipitation Hardening. J. Manuf. Mater. Process, 2024, 8(6), 297.

L’étude actuelle se concentre sur l’avancement de l’une des techniques les plus populaires de fabrication additive, à savoir la technologie de fusion sur lit de poudre au laser (LPBF), qui a la capacité de produire des pièces de géométrie complexe avec un minimum de gaspillage de matériau, mais qui continue de rencontrer des défis pour minimiser la rugosité de surface. À cette fin, une nouvelle technologie de fabrication hybride, qui applique dans un seul processus (dans l’enveloppe) à la fois la technologie LPBF et l’usinage à grande vitesse, a été examinée dans cette recherche pour la fabrication d’éprouvettes de traction avec trois conditions de finition de surface différentes : telle que fabriquée, hybride (usinage dans l’enveloppe) et post-usinée (hors de l’enveloppe) sur alliage Inconel® 718, désigné ici sous le nom d’IN718. Comme l’application de l’alliage IN718 en service est généralement spécifiée dans l’état durci par précipitation, trois traitements thermiques différents ont été appliqués aux éprouvettes de traction, en fonction des cycles thermiques les plus prometteurs identifiés précédemment pour les propriétés en traction à température ambiante par les auteurs. Les éprouvettes telles que fabriquées (AB) avaient la rugosité moyenne de surface la plus élevée (Ra) de 5,1 μm ± 1,6 μm, ce qui constituait une amélioration significative (multipliée par cinq) par rapport aux surfaces hybrides (1,0 μm ± 0,2 μm) et post-usinées (0,8 μm ± 0,5 μm). L’influence de cette rugosité de surface sur les propriétés mécaniques a été étudiée à température ambiante et à 650 °C, température proche de la température de service maximale de cet alliage. Quelle que soit l’état de surface, les propriétés mécaniques des éprouvettes IN718 fabriquées étaient dans la plage des propriétés rapportées pour l’IN718 laminé standard dans l’état recuit. Néanmoins, un examen détaillé du comportement de localisation de la déformation lors des essais de traction utilisant la corrélation d’images numériques a montré que les éprouvettes IN718 avec des surfaces AB affichaient une ductilité plus faible (globale et locale) par rapport aux surfaces hybrides et post-usinées, probablement en raison de la rugosité de surface plus élevée et de la porosité proche de la surface dans le premier cas. À 650 °C, bien que les propriétés mécaniques de toutes les éprouvettes IN718 traitées thermiquement dépassaient les spécifications minimales pour l’IN718 durci par précipitation laminé, l’état de surface AB montrait une résistance inférieure de 4 % et une ductilité inférieure de 33 à 50 % par rapport aux conditions de surface hybrides et post-usinées. La tomographie microfocale à rayons X (µXCT) des éprouvettes fracturées a révélé la présence de nombreuses fissures ouvertes à la surface AB et une prédisposition des pores proches de la surface à accélérer la rupture, entraînant une défaillance prématurée à des déformations plus faibles.

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