Ақпаратты хабар! Enigma және NOVA Университеті Лиссабонның бірлескен жетістігі: Жолдың оптимизациясы арқылы қалыпты температура мен жоғары температурадағы 625 Inconel доғалы қосымшаның өнімділігі арттырылды.

DED (Тікелей электр разряды) өзінің жоғары әсер етуіне, төмен шығынына және үлкен көлемде пішіндеуге қабілеттілігіне байланысты Inconel 625 қорытпасын шығаруда ерекше артықшылықтар көрсеткен жаңадан пайда болған қосымша өндіріс технологиясы ретінде танылды. Бірақ дәстүрлі DED процесі жиі бағытталған <001> ориентациясы бар бағаналы кристалдық құрылымға әкеліп соғады, бұл материалда идеал беріктік пен пластикалық қасиетті қамтамасыз ету үшін қиындық туғызады.

I. Зерттеу негізі мен маңызы

Соңғы зерттеулер жолақ энергия тығыздығын (LED) арттыру Inconel 625 қорытпасының өнімділігін тиімді жақсартуға болатынын, сонымен қатар бағаналы дәндерді тең қабырғалы дәндерге айналдыру арқылы көрсеткен. Алайда басып шығару жолын ауыстырудың рөліне байланысты нақты механизм белгісіз қалып отыр. Сондай-ақ, қосымша шығару үдерісіндегі ерекше қабатаралық интерфейс сипаттамалары материалдың механикалық қасиеттеріне ерекше әсер етеді, әсіресе жоғары температурада олар интерфейстік кернеу концентрациясына және уақытынан бұрын бұзылуға әкелуі мүмкін. Сондықтан әртүрлі температурадағы қабатаралық интерфейстердің әсер механизмдерін зерттеу процесстерді тиімдестіру мен материалдық өнімділікті арттыру үшін үлкен маңызға ие .

Жоғарыда аталған зерттеу негізінде Enigma компаниясы Технология және Португалиядағы NOVA Университеті Лиссабонның бірлесіп өз зерттеу нәтижелерін жариялаған Materials Research Letters атты мақалада жарияланған Жақсартылған механикалық қасиеттер мен деформация механизмі dED Inconel 625 үшін басып шығару траекториясын ауыстыру арқылы , материалдың микроструктурасы мен механикалық қасиеттеріне басып шығару жолының әсерін жүйелі түрде зерттеу.

Дереккөз [1]

II. Эксперименталды әдістер

Бұл зерттеуде 70% Ar + 30% He қоспасынан тұратын қорғаныш атмосферасында Inconel 625 қорытындысының үлгілерін шығару үшін Cold Metal Transfer (CMT) DED технологиясы қолданылды. Эксперимент нәтижелерінің сенімділігін қамтамасыз ету үшін зерттеу тобы негізгі технологиялық параметрлерді таңдап алды: ток 116 А, сымды беру жылдамдығы 4,6 м/мин, сызықтық энергия тығыздығы 140 Дж/мм. Қабаттар арасында 90° бұрылу жолын пайдаланып диаметрі 50 мм, ұзындығы 100 мм цилиндрлік үлгілер дайындау қабылданды.

Дереккөз [1]

Материалдық қасиеттерді кешенді сипаттау үшін көп масштабты талдау әдісі қолданылды : Микроқұрылымдық эволюцияны XRD, OM, SEM-EBSD және TEM жүйелерін қолданып талдау жасалды; механикалық қасиеттерді микротығыздық сынақтары мен орта температурада және жоғары температурада (400-850°C) созу эксперименттері арқылы бағалады.

III. Нәтижелер мен Талқылау

3.1 Микроқұрылымдық сипаттамалар

Микроқұрылымдық талдау басып шығару жолын жобалаудың маңызды әсерін көрсетті. Дәстүрлі 0° жолы бар үлгілермен салыстырғанда, 90° жолын ауыстыру арқылы дайындалған үлгілерде ерекше изотропты кристалдық сипаттамалар байқалды: орташа дән ұзындығы 527 ± 5 мкм, ені 172 ± 7 мкм (ені/ұзындығы қатынасы 3,06), сонымен қатар қабатаралық беттерде ірі емес аймақтар (37 ± 2 мкм) пайда болды. XRD талдауы үлгілер бір фазалы жақтаулы кубтық құрылымға ие екенін растады.

Дереккөз [1]

Зерттеу растады жоғары LED жолды ауыстырумен үйлесімді пайдалану ерітінді температуралық градиентті тиімді төмендетуге, бағаналы кристалдардың эпитаксиалды өсуін басып, қайта балқыту тереңдігін арттырып және жаңа кристалдану орындарын ұсынып, дұрыс кристалдардың түзілуіне ықпал етеді, сонымен қатар материалдың микрқұрылымын тиімділеуге мүмкіндік береді бұл процесстер комбинациясы бағаналы кристалдардан дұрыс кристалдарға түрленуді іске асыру үшін тиімді құрал болып табылады.

3.2 Жылулық механикалық қасиеттер

Жылулық механикалық қасиеттер сынағы көрсеткенде 90° басып шығару жолын пайдаланып дайындалған Inconel 625 үлгілері мықтылық-пластикалық сәйкестендіруді көрсетеді: 401 ± 12 МПа әкелу шегі, 724 ± 5 МПа созу кедергісі және 57 ± 5% ұзарту .Материал үш кезеңді қатайту тәртібін көрсетеді, әсіресе 8–25% аралығындағы кернеу кезінде қатайту қабілеті артады, соның нәтижесінде 41,3 ГПа*% құрайтын жоғары пластикалық беріктік көбейтіндісі алынады, бұл дәстүрлі ыстық түрғызылған қорытпалардың нәтижесінен (32,1 ГПа*%) едәуір асып түседі.

Дереккөз [1]

Микроқұрылымдық талдау нәтижелері жақын теңбүйірлі үлгілердің дән өлшемдерінің үлкен екенін (232 ± 16 мкм) көрсетті (ыстық түрғызылған үлгілерге қарағанда < 130 мкм), олардың өзгеше қасиеттері негізінен екі фактордан туындайды: бірінші, дислокациялық қатайтудың маңызды рөлі, екінші, ерекше деформациялық механизм. Микроскопиялық талдау деформациялану кезінде материал жоғары тығыздықты дислокациялық қабырғалар мен дислокациялық ілмектік құрылымдар түзілетінін анықтады. Бұл микроқұрылымдық ерекшеліктер дислокациялардың қозғалуына тиімді түрде кедергі жасайды, сондықтан материал беріктігі артады . Маңыздысы, аралық қабатты шекараларда кернеу концентрациясы байқалмады, және әрқашан дән шекараларында жасалатын сыну, баспадан шыққан жолдармен құрылған интерфейстер материалдың өнімділігіне әсер етпейтінін растайды тәуліктік орын ауыстыру қозғалысының осы ерекше қозғалысы мен беттестірулердің бірлесіп әрекет етуі материалдың тамаша жиынтық қасиеттерін береді.

3.3 Жоғары температурадағы механикалық қасиеттер

Жоғары температурадағы механикалық қасиеттерді сынау жақын изотропты Inconel 625 қорытпасының жоғары температураға бейімделу қабілеттілігін көрсетті. Зерттеулер 400–850°C тегі кең температура диапазонында осы материалдың беріктік қасиеттері дәстүрлі тұтқыр қорытпалардың қасиеттерінен асып түсетінін көрсетті. Ерекше, оның созылуы 700°C төменгі деңгейде жоғары болып қала береді, ал 700°C асқаннан кейін сәл төмендеу байқалады. Сыну морфологиясын талдау арқылы зерттеу температураға тәуелді сыну сипаттарының ауысуын бақылады: 600°C-та сыну бетінде тең үлестірілген шұңқырлармен қоса, дәстүрлі интергранулалық пластикалық сынудың сипаттамалары байқалды; 750°C пен 800°C арасындағы температурада сыну түрі интергранулалық сынудың түріне ауысады және айқын үзілмелі сыну сипаттамаларын көрсетеді; температура 850°C-қа жеткенде сыну беті пластикалық шұңқырлар мен үзілмелі сыну жазықтықтарының екеуін де қамтитын аралас сыну сипаттамасын көрсетеді.

Дереккөз [1]

IV. Қорытынды

Бұл зерттеу Inconel 625 қорытпасының микрoқұрылымы мен қасиеттеріне басылым жолын жобалаудың маңызды әсерін көрсетті. Жоғары энергиялық кірісті пайдалану стратегиясын қабат арасында 90° бұрылумен таңдап, дәстүрлі бағаналы дән құрылымын біркелкі соңғы теңқабырғалы дән құрылымына сәтті түрлендіру болды. Құрылымның деформациялану кезіндегі ерекше дисклокациялық қозғалыс үлгілерін көрсететін күрделі микрoқұрылымдық талдау әдістері арқылы жазық сырғанау ғана емес, сонымен қатар жоғары тығыздықты дисклокациялық қабырғалар мен ерекше дисклокациялық ілмектер пайда болатыны анықталды. Осы микрoқұрылымдық механизмдердің синергетикалық әрекеттесуі материалға әрі беріктік, әрі серпімділік қасиеттерін береді.

Басып шығару кезінде пайда болған қабат арасындағы ұсақ дән аймақтары тек қана орындалатын функцияларды нашарытпай, олардың орындалуын нақты жақсартатыны анықталды. Сынақ нәтижелері осы оптимизацияланған жақын теңқабырғалы кристалдық құрылымның орта температурадан бастап жоғары температураға дейінгі кең температуралық диапазонда ерекше механикалық қасиеттер көрсететінін көрсетеді. Бұл ашылу аэроғарыш индустриясы мен басқа да салалардағы маңызды бөлшектердің жоғары дәлдікті 3D-баспада шығарылу процесстеріне жаңа көзқарастар береді және кең қолдану перспективасын көрсетеді.

Мақала сілтемесі ：

[1] https:\/\/doi.org\/10.1080\/21663831.2025.2476174