របៀបណាដែល DED ធ្វើឱ្យសមត្ថភាពវាស្មី Inconel 718 កាន់តែប្រសើរ?

ការប៉ះប៉ះដំណាំ និងស្ថ័បត្យភាពរបស់ផ្នែករាវក្នុងការដាក់បញ្ចូល Inconel 718

នៅក្នុងការដាក់បញ្ចូលថាមពលដែលមានទិសដៅចំពោះ Inconel 718 ថាមពលឡាស៊ែរ ល្បឿនប៉ះ និងអត្រាប៉ះផ្សិត គ្រប់គ្រងជាមួយគ្នាលើស្ថ័ព្យភាពរបស់ប៉ះផ្សិតរាវ និងការបង្កើតខ្វះខាត។ ថាមពលឡាស៊ែរខ្ពស់រួមជាមួយល្បឿនប៉ះទាប បង្កើនទំហំ និងជម្រៅរបស់ប៉ះផ្សិតរាវ ប៉ុន្តែបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់ស្ថ័ព្យភាពរបស់ប៉ះផ្សិតបែប «keyhole» និងប៉ះផ្សិតរាវប៉ះគ្នាជារាងគូរ ដោយសារសារធាតុរាវលើស។ ផ្ទុយទៅវិញ ថាមពលទាបពេក ឬល្បឿនប៉ះលើស បណ្តាលឱ្យការបញ្ចូលថាមពលមានតម្លៃទាប ដែលបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាបាក់សារធាតុ និងប្រហោងមិនទំនង ដោយសារសារធាតុផ្សិតមិនរាវគ្រប់គ្រាន់។ អត្រាប៉ះផ្សិតគ្រប់គ្រងបរិមាណសារធាតុ និងបន្ទុកកំដៅ ដែលអត្រាខ្ពស់ពេកអាចប៉ះផ្សិតរាវឱ្យត្រជាក់ ហើយចាប់យកសារធាតុផ្សិតដែលមិនរាវ ចំណែកអត្រាទាបពេកប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការដាក់បញ្ចូល។ ប៉ះផ្សិតរាវដែលមានស្ថ័ព្យភាព រលីង និងស្ថ័ព្យភាពស្មើគ្នា កើតឡើងតែនៅក្នុងប្រអប់ដែលមានដែនកំណត់ប៉ុណ្ណោះ។ នៅពេលប៉ះផ្សិតរាវត្រូវបានប៉ះពាល់ឱ្យបានល្អ ដោយប្រើប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលមានតុល្យភាព ដើម្បីគ្រប់គ្រងការបញ្ចូលកំដៅ និងកម្ពស់ស្រទាប់ ប្រហោងអាចថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយការបាក់ប៉ះផ្សិតដែលបណ្តាលមកពីកំដៅអាចត្រូវបានបង្ក្រាប។ ការថតរូបប៉ះផ្សិតរាវតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង ដែលប្រើប្រព័ន្ធថតរូបតាមអ័ក្សដូចគ្នា អាចអនុញ្ញាតឱ្យកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាបន្តបន្ទាប់ ដើម្បីរក្សាស្ថ័ព្យភាពនេះ ដែលបញ្ជាក់ពីសារៈសំខាន់នៃការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដោយប្រព័ន្ធ សម្រាប់ផលិតផលដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់។ បន្ថែមទៀត ដង់ស៊ីតេថាមពលតាមបរិមាត្រ ផ្តល់ជាមាត្រដ្ឋានប្រក្រតីមួយ ដើម្បីភ្ជាប់ការបញ្ចូលកំដៅទៅនឹងការថយចុះប្រហោង។ នៅក្នុងការបង្កើតរាងដែលស្រដៀងនឹងរាងចុងក្រោយ ដង់ស៊ីតេថាមពលតាមបរិមាត្រ បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងមិនលីនេអ៊ែរជាមួយដង់ស៊ីតេសាមញ្ញ ដែលបានបញ្ជាក់ដោយ X-ray microtomography ថា បានសម្រេចដង់ស៊ីតេសាមញ្ញលើសពី ៩៩% នៅក្នុងប្រអប់ថាមពលជាក់លាក់មួយ។ ទោះបើយ៉ាងណាក៏ដោយ ដង់ស៊ីតេថាមពលតែមួយគ្មានគ្រប់គ្រាន់ទេ ព្រោះការរាវឡើងវិញរវាងស្រទាប់ អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងលើការកើនឡើងជាប៉ះគ្នាតាមទិសឈរ និងចម្ងាយរវាងគន្លង ដើម្បីធានាការរាវគ្រប់គ្រាន់។

ការគ្រប់គ្រងរចនាសម្ព័ន្ធតូច និងការបន្ធូរបាក់ដំណាំ Laves ក្នុងអំឡុងពេលដំណាំ

អត្រាការត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស បណ្តាលឱ្យមានការរឹងតាមលក្ខខណ្ឌមិនស្ថិតស្ថាន (non-equilibrium solidification) យ៉ាងខ្លាំងនៅលើ Inconel 718 ដែលបណ្តាលឱ្យបង្កើតបាននូវរចនាសម្ព័ន្ធដើមឈើ (dendritic structures) ដែលមានភាពប៉ះពាល់គ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹង និងការបែងចែកមីក្រូ (microsegregation) យ៉ាងច្បាស់នៃ niobium ទៅកាន់តំបន់រវាងដើមឈើ។ ការកើនឡើងនៃ niobium នៅតំបន់ទាំងនេះ ធ្វើឱ្យមានការបង្កើតផ្នែក Laves ដែលមានភាពប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំង នៅក្នុងតំបន់មួយៗ ខណៈដែលធ្វើឱ្យមាត្រីស (matrix) ខ្វះសារធាតុដែលត្រូវការសម្រាប់បង្កើតផ្នែករឹង (strengthening precipitates)។ ដូច្នេះ សម្ភារៈដែលបានប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ (as deposited material) ជាញឹកញាប់មានផ្នែក Laves ដែលភ្ជាប់គ្នាបានយ៉ាងបន្ត ដែលប៉ះពាល់ដល់ភាពអាចបត់បែនបាន (ductility) និងសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងការរអិល (fatigue resistance) ខណៈដែលផ្នែករឹងនៅតែមានតិចតួច។ ដូច្នេះ ការគ្រប់គ្រងការវិវត្តន៍របស់ផ្នែកដែលបណ្តាលមកពីការបែងចែកនេះ គឺជាការសំខាន់បំផុត ដើម្បីឱ្យបាននូវសមត្ថភាពមេកានិកដែលស្មើនឹងសម្ភារៈដែលបានផលិតតាមវិធីសាស្ត្រប៉ះពាល់ (wrought equivalent mechanical performance)។ ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពរវាងការប៉ះពាល់ (interpass thermal management) គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រដែលមានប្រសិទ្ធិភាពបំផុតក្នុងដំណាំ ដើម្បីបន្ទាប់ការបង្កើតផ្នែក Laves។ ការកំណត់សីតុណ្ហភាពរវាងការប៉ះពាល់ និងការធ្វើឱ្យស្របគ្នាជាមួយកម្ពស់ស្រទាប់និងទំហំរបស់ផ្នែកដែលបានរលាយ (melt pool dimensions) នឹងបង្កើនអត្រាការត្រជាក់ដែលមានប្រសិទ្ធិភាព ដែលធ្វើឱ្យពេលវេលាដែល niobium អាចរាយបាយ (diffusion) កាន់តែខ្លី ហើយប៉ះពាល់ដល់ការបង្កើតបណ្តាញបន្ត។ ការកែតម្រូវការបញ្ជូនថាមពលក្តៅ (heat input) តាមរយៈការកែតម្រូវថាមពលឡាស៊ែរ និងល្បឿនស្កេន នឹងធ្វើឱ្យតំបន់ដែលមានស្ថានភាពរលាយ-រឹង (mushy zone) កាន់តែតូច ហើយជំរុញឱ្យមានរចនាសម្ព័ន្ធផ្នែក Laves ដែលមានភាពតូច និងរាយបាយយ៉ាងស្មើស្មាន។ វិធីសាស្ត្របន្ថែមដែលអាចប្រើបានរួមមានការកំដៅដុំគ្រឹះ (substrate preheating) ដោយប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីធ្វើឱ្យការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពមានភាពស្មើស្មាន ដោយមិនធ្វើឱ្យការបែងចែកកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរ ដែលជួយកាត់បន្ថយការបែងចែកសារធាតុ (solute partitioning) ហើយរក្សាទុក niobium បានច្រើនជាងមុននៅក្នុងស្ថានភាពរលាយ (solid solution) សម្រាប់ការរឹងតាមរយៈការបង្កើតផ្នែក (precipitation hardening) នៅពេលក្រោយ។

ការព្យាបាលកំដៅបន្ទាប់ពីការដាក់បញ្ជូលដែលមានភាពទំនើបសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពយន្តការប្រសើរជាងមុន

ការព្យាបាលកំដៅស្តង់ដារ AMS 5663 ដែលរួមបញ្ចូលការផ្តាច់កំដៅតាមវិធីធម្មតា បន្ទាប់មកធ្វើការចាស់បន្ថែមពីរដង ជាញឹកញាប់គ្មានប្រសិទ្ធិភាពគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការដាក់បញ្ជូលថាមពលដែលបានគ្រប់គ្រង (DED) នៃ Inconel 718 ដោយសារតែការរឹងខ្លាំងយ៉ាងឆាប់រហ័សបណ្តាលឱ្យមានការរក្សាទុកនូវដំណាំ Laves និងការបែងចែក niobium ដែលមិនអាចរលាយបាននៅសីតុណ្ហភាពស្តង់ដារ។ វិធីសាស្ត្របន្ទាប់ពីការដាក់បញ្ជូលដែលទាន់សម័យជាជាងនេះ ប្រើសីតុណ្ហភាពផ្តាច់កំដៅខ្ពស់ជាងធម្មតា ក្នុងរយៈពេលយូរ ដើម្បីរលាយដំណាំ Laves ទាំងមូល ធ្វើឱ្យសារធាតុរាយស្មើគ្នា បន្ថយរន្ធដែលនៅសល់ និងបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធសំណាញ់ឡើងវិញ។ ការសិក្សាអំពីវិទ្យាសាស្ត្រផ្នែកលោហៈថ្មីៗលើ Inconel 718 ដែលបានផលិតដោយវិធីបន្ថែម (AM) បង្ហាញថា ការព្យាបាលកំដៅផ្តាច់ខ្ពស់យូរ បន្ទាប់មកធ្វើការចាស់បន្ថែមពីរដងដែលបានកែសម្រួល បង្កើនស្ថេរភាពការទប់ទល់នឹងការប៉ះទង្គិលយ៉ាងខ្លាំង ខណៈដែលរក្សាទុកនូវតម្លៃការយ៉ាងបានល្អ។ ការរៀបចំដែលបានកែសម្រួលនេះបង្កើនប្រសិទ្ធិភាពនៃការបង្កើតដំណាំបង្កើនស្ថេរភាព ដោយបង្កើនបរិមាណដំណាំ និងធ្វើឱ្យចែកចាយទំហំមានភាពប្រក្រតី ដោយគ្មានការចាស់ហួលលើស។ ដោយការប៉ះទង្គិលយ៉ាងត្រឹមត្រូវរវាងការរលាយគ្រាប់កំហុសដែលបានបង្កើតឡើងនៅពេលដាក់បញ្ជូល និងការបង្កើនស្ថេរភាពតាមរយៈការបង្កើតដំណាំដែលគ្រប់គ្រងបាន វិធីសាស្ត្រទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យគ្រឿងបរិក្ខារទាំងនេះបំពេញ ឬលើសពីស្តង់ដារប្រសិទ្ធិភាពដែលត្រូវបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងសម្រាប់លោហៈដែលបានបង្កើតឡើងដោយវិធីប៉ះទង្គិល។

សំណួរដែលត្រូវបានសួរប្រចាំ

1. តើកត្តាសំខាន់ៗណាដែលប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពនៃអណ្តាតរាវ? កត្តាសំខាន់ៗរួមមានថាមពលឡាស៊ែរ ល្បឿនប៉ះពាល់ និងអត្រាបញ្ជូនផ្សិក ដែលទាំងអស់នេះរួមគ្នាប៉ះពាល់ដល់ទំហំ ស្ថេរភាព និងហានិភ័យនៃការបង្កើតគ្រាប់ចំហោង ឬគ្រាប់ដែលមិនបានរួមបញ្ចូលគ្នាទាំងស្រុង។

2. តើដង់ស៊ីតេថាមពលបរិមាណគឺជាអ្វី ហើយហេតុអ្វីបានជាវាសំខាន់? ដង់ស៊ីតេថាមពលបរិមាណគឺជាមាត្រដ្ឋានមួយដែលភ្ជាប់ការបញ្ជូនកំដៅទៅនឹងការបន្ថយគ្រាប់ចំហោង ហើយការគ្រប់គ្រងវាឱ្យស្ថិតក្នុងជួរដែលបានកំណត់នឹងធានាបាននូវដង់ស៊ីតេសាមញ្ញដែលល្អបំផុតក្នុងការបង្កើតដោយប្រើបច្ចេកទេសដាក់បញ្ជូនថាមពលដែលបានដឹកនាំ។

3. តើដំណាំប៉ះពាល់ដល់រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូរបស់ Inconel 718 យ៉ាងដូចម្តេច? អត្រាប៉ះពាល់ត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សបណ្តាលឱ្យមានការរឹងតាមលក្ខខណ្ឌមិនស្មើគ្នា ដែលនាំឱ្យមានការបែងចែកឡែងគ្នានៃញីអូប៊ីយ៉ូម ដែលជំរុញឱ្យមានការបង្កើតដំណាំ Laves ដែលមានលក្ខណៈប៉ះពាល់ ហើយបន្ថយដំណាំដែលជាកត្តាសំខាន់ៗក្នុងការពង្រឹង។

4. តើយុទ្ធសាស្ត្រណាខ្លះអាចជួយប៉៉ាន់ស្កាត់ការបង្កើតដំណាំ Laves ក្នុងអំឡុងពេលដាក់បញ្ជូន? ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពរវាងការដាក់បញ្ជូន ការប៉ះពាល់កំដៅដែលបានប៉ះពាល់យ៉ាងល្អ ការកំដៅបន្តិចមុនពេលដាក់បញ្ជូន និងការធ្វើឱ្យសមស្របនូវកម្ពស់ស្រទាប់ទៅនឹងទំហំអណ្តាតរាវ គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រប្រក្បដោយប្រសិទ្ធិភាពដើម្បីប៉៉ាន់ស្កាត់ការអភិវឌ្ឍន៍នៃដំណាំ Laves។

5. ការព្យាបាលដោយកំដៅប្រភេទណាដែលធ្វើឱ្យសមត្ថភាពយន្តការប្រសើរឡើង? ការព្យាបាលដោយកំដៅដែលបានរៀបចំជាមុន រួមទាំងសីតុណ្ហភាពដែលបានកំណត់ខ្ពស់សម្រាប់ដំណាំ និងវិធីសាស្រ្តចំណាស់ពីរដែលបានកែប្រែ អាចរំលាយដំណាំ Laves និងបង្កើនស្ថេរភាពយន្តការ និងភាពអាចបត់បែនបានឱ្យល្អជាងស្តង់ដារធម្មតា។