Effect of revert on the chemical composition and microstructure of cast nickel-based alloy CW6MC

This thesis investigates the effects of revert addition to the cast nickel-based alloy CW6MC for use in the oil and gas industry. The application under consideration is cast valves and pipes for use in acidic environments. The main purpose of using revert; runners, feeders, and foundries’ discarded waste, is to recycle a high value material that is alternatively considered scrap. The main focus of this study is the effect of compositional changes of the alloy, due to addition of revert, on the microstructural evolution, secondary phases and defects formation during the solidification of the cast alloys. For this analysis, four specimens containing different revert percentage; 0%, 30%, 70% and 100% were provided by Fondinox S.p.A. The grain morphology, nature of phases and size and distribution of defects are analyzed, as they determine the alloy’s performance and susceptibility to cracking during service. In addition, solidification simulations were run to and confirm the acquired data and find and extend trends to other compositions. By the end of this study, it is concluded that adding revert influences the micro-structure, grain size, point defects and impact toughness of the alloy. The main factor is the presence of unmelted compounds from the revert material that are mostly high temperature brittle phases.

Questo lavoro di tesi si propone di indagare gli effetti dell'aggiunta revert alla lega a base di nichel CW6MC. Questo materiale, in uso in campo oil&gas e petrolchimico, viene utilizzato nella produzione di pompe e valvole. Lo scopo principale dell'utilizzo di revert è di riciclare un materiale di alto valore che è non trova ancora un mercato del riciclo consistente e senza la problematica di contaminamenti. Il focus principale di questo studio è l'effetto dei cambiamenti della composizione della lega, dovuti all'aggiunta di revert, sull'evoluzione microstrutturale, sulle fasi secondarie e sulla formazione di difetti durante la solidificazione delle leghe colate. Per questa analisi, quattro campioni contenenti una diversa percentuale di revert (0%, 30%, 70% e 100%) sono stati fusi eforniti da Fondinox SpA. Vengono analizzate la morfologia del grano, la natura delle fasi e le dimensioni e la distribuzione dei difetti, in quanto determinano le prestazioni della lega e la suscettibilità alle cricche durante il servizio. Alla fine di questo studio, si è potuto concludere che l'aggiunta di revert influenza la microstruttura, la dimensione dei grani, i difetti interno e la resistenza all'impatto della lega.