Characterization and comparison of once VAR remelted and twice VAR remelted ingots of alloy 925

Alloy 925 is a nickel-based superalloy produced by Electric Arc Furnace (EAF), followed by Argon Oxygen Decarburization (AOD) and Vacuum Arc Remelting (VAR). It can undergo to one VAR remelting (EAF-AOD-VAR) or, if necessary due to process instabilities, two VAR remelting (EAF-AOD-VAR-VAR). A characterization of material produced in each way was carried out enhancing differences in collaboration with Italfond S.p.A. The process parameters analysis of VAR does not reveal difference between the processes. Therefore, the different behaviors of ingots at the first remelting can be corelated to defects derived from casting. The observation by optical microscope and SEM revealed a higher quantity of precipitates (both inter and intra-granular) in single remelted samples, with an increasing quantity of intragranular ones from the center position to the external one, typical of VAR process. Moreover, in external part of single remelted specimens, cluster of titanium nitrides were detected. The higher presence of inter-granular precipitates causes a high deterioration of impact toughness and lateral expansion, and a slight reduction of elongation to rupture. The number of remelting does not affect other tensile properties and hardness. Moreover, ingots with percentage standard deviation of VAR remelting rate below the acceptable limit (7 %) do not show dependency of properties and precipitates on it.

La lega 925 è una super lega a base nichel prodotta tramite forno elettrico ad arco (EAF), decarburazione ad argon e ossigeno (AOD) e rifusione sottovuoto ad arco (VAR). Essa può subire una singola rifusione VAR (EAF-AOD-VAR) o, se necessario per instabilità del singolo processo, a due rifusioni VAR (EAF-AOD-VAR-VAR). I materiali provenienti dai due diversi processi sono stati caratterizzati in collaborazione con Italfond S.p.A., evidenziando le differenti caratteristiche. L’analisi dei parametri di processo del VAR non ha evidenziato differenze tra i due processi. Quindi, il diverso andamento della prima rifusione può essere correlato ai difetti derivanti dalla colata dei lingotti. L’osservazione al microscopio ottico e al SEM ha rilevato una maggiore quantità di precipitati (sia inter sia intra-granulari) nei campioni rifusi una volta, con una crescente quantità di precipitati intra-granulari spostandosi dal centro verso l’esterno del lingotto, come tipico del processo VAR. Inoltre, sono stati rilevati dei cluster di nitruri di titanio nella zona esterna dei lingotti rifusi una volta. La maggiore precipitazione e bordo grano causa un’importante riduzione di resilienza ed espansione laterale, ed una moderata riduzione di allungamento a rottura. Il diverso numero di rifusioni non influenza tra le altre proprietà a trazione e la durezza. Inoltre, i lingotti che hanno deviazione standard percentuale della velocità di rifusione VAR al di sotto del valore limite (7 %) non mostrano dipendenza delle proprietà meccaniche e dei precipitati rispetto a quel valore.