DED Inconel 718 материалдың қасиеттерін қалай жақсартады?

Inconel 718 материалдарын шашырату кезіндегі процесті оптималдау және балқыту аймағының тұрақтылығы

Inconel 718 qospayynyn energiya berilgen baғdarlamasynda lazak kuchi, skanerleu jylgylygy jəne tozdyq berilis jylgylygy birge eritpe basqyshyning turaqtylygyn jəne kemshilikterdin pайда boluyyn belgileydi. Joghary lazak kuchi tөmen skanerleu jylgylygy menen birge eritpe basqyshynyң oлшемi menen penetratsiya tereńdigi artady, biraq asyrylmagan syydyq metall akysy nanymсыz keyhole rejimi menen sharyshqa porosyty (sferalдыq koptegenlik) pайда boluyyn tuğyrlandırady. Keriinsha, jetkili emes kuch ya da asyrylmagan jylgylyq energiya engiziwi nişilgen, sol sebepli erimegen tozdyqtan tolqynsyz birlasyp ketpegendi jəne duzisiz bosliq pайda bolady. Tozdyq berilis jylgylygy massanyң engiziwi menen jylu juktesin retteydi: asyrylmagan jylgylyq eritpe basqyshyn soğytady jəne erimegen zerttekterdi qamtyp alady, al asyrylmagan jylgylyq depozitsiya tiyimdirligin tөмендетedi. Turaqty, teń, uzaq merzimdi eritpe basqyshy tek daraz proses terenzesinde pайда bolady. Isynyң engiziwi menen qat aralygyndagy balansyly parametrlar menen optimallashtyrilgan zaman porosyty onshalaq tөmeneydi jəne likvatsiondyq creshka basqyshynyң pайда boluyyn toqtatady. Shyn waqytta koaksialdyq eritpe basqyshy suraty alu jumysy dinamikalyq parametrlerdi retteuǵa imkani beredi, bu joghary sygylaqtyn detallerdi dajyndau ushin sistemalyq kalibrleu qajettiğin kөrsetedi. Sondayaqti, kөlemdegi energiya sygylaqtylygy porosyty tөmenetuge jylu engiziwi menen baylanystyruǵa qolay emprik kөrsetkişi bolyp tabylady. Shama menen netto pishinli qurastyrmalarda kөlemdegi energiya sygylaqtylygy salystyrma sygylaqtylyq menen syzyqsyz baylanys ornatady, munda aniq energiya terenzeleri X-sәulesi mikrotomografiyasy arqyly rastalanǵan 99% den asyrylmagan salystyrma sygylaqtylyqqa qol jete beredi. Biraq, tek energiya sygylaqtylygy jetkili emes, sebebi qatlar arasyndagy qaytadan eritpe qadamy menen hatch aralygyna tayanypty, olar tolqynsyz birlasyp ketpegendi qamtyp alady.

Микроқұрылымды бақылау және өңдеу кезінде лейвс фазасының азайтылуы

Inconel 718 qұyылғанда жылдам салқындату жылдамдығы өте аз тепе-теңдік қатаятындыққа әкеледі, нәтижесінде ине тәрізді құрылымдар пайда болады және ниобийдің интердентриттік аймақтарға қатты микросегрегациясы байқалады. Бұл ниобийдің шоғырлануы лавес фазасының құрылуына жергілікті қолайлы жағдай туғызады, ал күштеме беретін тұнба фазалары үшін қажетті ерітінді ішіндегі элементтердің концентрациясы төмендейді. Сондықтан қатты қабат ретінде қойылған материалда жиі лавес фазасының үздіксіз, бір-бірімен байланысқан желісі пайда болады, ол серпімділікті және циклдық беріктікті төмендетеді, ал күштеме беретін фазалар минималды деңгейде қалады. Осы сегрегацияға негізделген фазалық даму процесін бақылау сондықтан қалыпты өңделген материалдардың механикалық қасиеттеріне жету үшін негізгі мәселе болып табылады. Аралық өтудегі жылу режимін басқару лавес фазасының пайда болуын тежеуге ең тиімді технологиялық әдіс болып табылады. Аралық температураны шектеу және қабат қалыңдығын балқыту аймағының өлшемдеріне сәйкестендіру арқылы тиімді салқындату жылдамдығы артады, бұл ниобийдің диффузиялануына қолжетімді уақытты қысқартады және үздіксіз желінің қалыптасуын бұзады. Лазерлік қуаты мен сканерлеу жылдамдығын реттеу арқылы жылу кірісін оптималдау еріген-қатайған аймақтың (mushy zone) енін тағы да тарылтады және лавес фазасының ірілігін азайтып, оның таралуын жақсартады. Қосымша әдістерге субстраттың алдын ала қыздырылуы кіреді — бұл жылу градиенттерін жеңілдетеді, бірақ сегрегацияны күшейтпейді; сондықтан ерітінді ішіндегі элементтердің бөлінуі шектеледі және ниобийдің көп бөлігі кейінгі тұнба қатайтуы үшін ерітіндіде қалады.

Жоғары механикалық өнімділік үшін жоғары сапалы шөгіндіден кейінгі жылу өңдеу

Inconel 718 қорытпасын бағытталған энергия шашырату арқылы өндіру кезінде стандартты AMS 5663 жылумен өңдеу әдістері — дәстүрлі ерітіндіге тарту және екі рет жасыру — жиі жеткіліксіз болады, себебі тез қату лавес фазаларын ұстап қалады және ниобийдің біршектенуін сақтайды, олар стандартты температурада ерімейді. Алдыңғы қосымша өңдеу әдістері орнына лавес фазаларын толық еріту, еріген заттардың таралуын біркелкілеу, қалдық кеуектілікті азайту және дендритті микрояқтауын қайта кристалдандыру үшін жоғарылаған ерітіндіге тарту температураларын ұзақ уақыт бойы қолданады. Қосымша өндірілген Inconel 718 қорытпасы бойынша соңғы металлургиялық зерттеулер көрсеткендей, ұзақ мерзімді жоғары температурада ерітіндіге тарту және өзгертілген екі рет жасыру циклі өнімділік беріктігін қатты арттырады, бірақ созылу мәндерін жоғары деңгейде сақтайды. Бұл нақты таңдалған режим нуклеация кинетикасын оптималды түрде реттейді: тұнба көлемдік үлесін көтереді және өлшем таратылуын жіңішкелтеді, бірақ артық жасыруды болдырмайды. Қондырғыда өндірілген ақаулардың ерітуі мен бақыланатын тұнба беріктігін дәл тепе-теңдікке келтіру арқылы бұл әдістер компоненттердің қатты қайта өңделген қорытпалардың қатаң талаптарына сай немесе олардан жоғары көрсеткіштерге ие болуын қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Балқыту аймағының тұрақтылығына әсер ететін негізгі факторлар қандай? Негізгі факторларға лазерлік қуат, скандау жылдамдығы және тозаң беру жылдамдығы жатады; бұлар балқыту аймағының өлшемі мен тұрақтылығына, сонымен қатар кеуектілік немесе балқымаған аралықтар сияқты ақаулардың пайда болу қаупіне бірлесіп әсер етеді.

2. Көлемдік энергия тығыздығы деген не және ол неге маңызды? Көлемдік энергия тығыздығы — бұл жылу енгізу мен кеуектіліктің азайтуы арасындағы байланысты көрсететін көрсеткіш; оны белгілі шектерде бақылау бағытталған энергия шоғырымен жинақтау кезіндегі салыстырмалы тығыздықтың оптималды деңгейін қамтамасыз етеді.

3. Инконель 718 құрылымының микротүзілісіне өңдеу қалай әсер етеді? Жылдам суыту жылдамдықтары тепе-теңдікке келмеген қаттылануға әкеледі, ол ниобийдің микросегрегациясын туғызады; бұл әлсіз Лавес фазасының пайда болуын күшейтеді және негізгі беріктікті арттыратын фазалардың мөлшерін азайтады.

4. Шоғырлану кезінде Лавес фазасының пайда болуын қандай стратегиялар басады? Аралық температураны бақылау, жылу енгізуді оптималдау, негізгі бетті алдын ала қыздыру және қабат қалыңдығын балқыту аймағының өлшемдеріне сәйкестендіру — Лавес фазасының дамуын басуға тиімді стратегиялар.

5. Қандай жылумен өңдеулер механикалық өнімділікті жақсартады? Лавес фазаларын ерітетін және механикалық беріктікті мен эластиктілікті стандарттық сипаттамалардан асырып тастайтын, жоғарылатылған ерітінді температуралары мен өзгертілген екі ретті жасыру протоколдарын қамтитын жеке бапталған жылумен өңдеулер.