പുതിയ വാർത്ത! എൻജിമയും നോവ ലിസ്ബൺ സർവ്വകലാശാലയും ചേർന്ന് കൈവരിച്ച നേട്ടം: പാത്ത് ഓപ്റ്റിമൈസേഷൻ മുറിയുടെ താപനിലയും ഉയർന്ന താപനിലയും ഇൻകോനൽ 625 യുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

ഒരു ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, വലിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണ കഴിവുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമായി ഇന്കോനൽ 625 ലോഹനിർമ്മാണത്തിൽ ഡിഇഡി (ഡയറക്ട് ഇലക്ട്രിക് ഡിസ്ചാർജ്) പ്രത്യേക മികച്ച ഗുണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, പാരമ്പര്യപരമായ ഡിഇഡി പ്രക്രിയ പലപ്പോഴും <001> ദിശയോടുകൂടിയ ഒരു കോളം സ്ഫടിക ഘടനയെ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് മികച്ച ശക്തിയും സ്ഥിതിസ്ഥാപകതയും ലഭിക്കുന്നതിനെ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

I. ഗവേഷണ പശ്ചാത്തലവും പ്രാധാന്യവും

ഇൻകോനൽ 625 ലോഹസങ്കരത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ലൈൻ എനർജി ഡെൻസിറ്റി (LED) വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഫലപ്രദമാണെന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്, അത് കൊളം ഗ്രെയിനുകളെ ഏകദേശം സമഭുജ ഗ്രെയിനുകളായി മാറ്റുന്നതിലൂടെയാണിത്.എന്നിരുന്നാലും, പ്രിന്റ് പാത്ത് സ്വിച്ചിംഗിന്റെ പങ്കിന്റെ പ്രത്യേക മെക്കാനിസം ഇതുവരെ വ്യക്തമല്ല.കൂടാതെ, അഡിറ്റീവ് മാനുഫാക്ചറിംഗിന്റെ സവിശേഷമായ ഇന്റർലെയർ ഇന്റർഫേസ് പ്രത്യേകതകൾ പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ മെറ്റീരിയൽ മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികളെ വളരെയധികം ബാധിക്കുന്നു, ഇത് ഇന്റർഫേസ് സ്ട്രെയിൻ കൺസന്ട്രേഷനും സമയത്തിനുമുമ്പേ ഫെയില്യറും ഉണ്ടാക്കാം.അതിനാൽ വിവിധ താപനിലകളിൽ ഇന്റർലെയർ ഇന്റർഫേസുകളുടെ സ്വാധീന മെക്കാനിസങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നത് പ്രക്രിയകൾ ഓപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും മെറ്റീരിയൽ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും വളരെ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു .

മേൽപ്പറഞ്ഞ ഗവേഷണ പശ്ചാത്തലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി എൻജിമ ടെക്നോളജിയിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ടീമിനൊപ്പം സഹകരിച്ചു പോർച്ചുഗലിലെ നോവ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ലിസ്ബനും പ്രസിദ്ധീകരിച്ച അവരുടെ പുതിയ ഗവേഷണ കണ്ടെത്തലുകൾ മെറ്റീരിയൽസ് റിസർച്ച് ലെറ്റേർസ് എന്ന പേപ്പറിൽ മെച്ചപ്പെട്ട യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങളും വിരൂപണ മെക്കാനിസവും dED ഇൻകോനൽ 625 ൽ s പ്രിന്റിംഗ് പാത്ത് സ്വിച്ചിംഗ് വഴി പ്രിന്റിംഗ് പാത്ത് ഡിസൈൻ മെറ്റീരിയൽ മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ, മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ എന്നിവയുടെ സ്വാധീനത്തെ സംബന്ധിച്ച് സിസ്റ്റമാറ്റിക്കായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

സ്രോത്രം [1]

II. എക്സ്പെരിമെന്റൽ മെത്തേഡ്സ്

70% Ar + 30% He മിശ്രിത വാതക സംരക്ഷണാവരണത്തിൽ Inconel 625 ലോഹസങ്കരണ സാമ്പിളുകൾ നിർമ്മാണത്തിനായി ഈ പഠനം ശീത മെറ്റൽ ട്രാൻസ്ഫർ (CMT) DED സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിച്ചു. പരീക്ഷണഫലങ്ങളുടെ വിശ്വാസ്യത ഉറപ്പാക്കുന്നതിനായി, പ്രവർത്തന സംഘം പ്രധാന പ്രക്രിയാ പാരാമീറ്ററുകൾ കൃത്യമാക്കി: കറന്റ് 116 A, വയർ ഫീഡിംഗ് വേഗത 4.6 മീ/മിനിറ്റ്, ലൈൻ എനർജി ഡെൻസിറ്റി 140 J/മിമി. 50 mm വ്യാസവും 100 mm നീളവുമുള്ള സിലിണ്ടർ സ്പെസിമെൻസ് തയ്യാറാക്കുന്നതിനായി ലെയർ-ടു-ലെയർ 90° റൊട്ടേഷൻ പാത്ത് സ്ട്രാറ്റജി സ്വീകരിച്ചു.

സ്രോത്രം [1]

മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ കൃത്യമായി സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനായി മൾട്ടി-സ്കെയിൽ അനാലിസിസ് രീതി സ്വീകരിച്ചു : എക്സ്.ആർ.ഡി, ഒ.എം, എസ്.ഇ.എം-ഇ.ബി.എസ്.ഡി, ടി.ഇ.എം സംവിധാനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ വികസനം വിശകലനം ചെയ്തു; മൈക്രോഹാർഡ്നെസ് പരിശോധനയും മുറിവുള്ള താപനിലയിലും ഉയർന്ന താപനിലയിലും (400-850°C) ടെൻസൈൽ പരീക്ഷണങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ വിലയിരുത്തി.

III. ഫലങ്ങളും ചർച്ചകളും

3.1 മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ പ്രത്യേകതകൾ

മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ വിശകലനം പ്രിന്റിംഗ് പാത്ത് ഡിസൈന്റെ സ്വാധീനം വളരെ പ്രധാനമാണെന്ന് കാണിച്ചു. പാരമ്പര്യ 0° പാത്ത് സാമ്പിളുകൾമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, 90° പാത്ത് സ്വിച്ചിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സാമ്പിളുകൾ അതിന്റെ ഏകദേശ ഐസോട്രോപ്പിക് ക്രിസ്റ്റൽ പ്രത്യേകതകൾ കാണിച്ചു: ശരാശരി ധാന്യത്തിന്റെ നീളം 527 ± 5 മൈക്രോൺ, വീതി 172 ± 7 മൈക്രോൺ (അനുപാതം 3.06), ലെയറിന്റെ ഇന്റർഫേസുകളിൽ ചെറിയ ധാന്യ മേഖലകൾ (37 ± 2 മൈക്രോൺ) രൂപപ്പെട്ടു. എക്സ്.ആർ.ഡി വിശകലനം സാമ്പിളുകൾ ഒറ്റ ഘട്ടമുള്ള ഫേസ്-സെൻറ്റഡ് ക്യൂബിക് ഘടന കാണിച്ചു.

സ്രോത്രം [1]

പഠനം സ്ഥിരീകരിച്ചിട്ടുണ്ട് ഉയർന്ന LED പാത മാറ്റത്തോടെ കൂടിച്ചേരുന്നത് മെൽറ്റ് പൂൾ താപനിലാ ഗ്രേഡിയന്റ് കുറയ്ക്കാൻ, കോളമ്പർ ക്രിസ്റ്റൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച തടയാൻ, റീമെൽറ്റിംഗ് ആഴം വർദ്ധിപ്പിച്ച് പുതിയ ന്യൂക്ലിയേഷൻ സൈറ്റുകൾ നൽകുന്നതിലൂടെ ഐക്വിഎക്സഡ് ക്രിസ്റ്റൽ രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാൻ ഫലപ്രദമായി സഹായിക്കുന്നു, ഇത് മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ ഓപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയാ സംയോജനം കോളമ്പർ ക്രിസ്റ്റലുകളിൽ നിന്ന് ഐക്വിഎക്സഡ് ക്രിസ്റ്റലുകളിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം നേടാനുള്ള ഒരു ഫലപ്രദമായ മാർഗം നൽകുന്നു.

3.2 അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലെ യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ

അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലെ യാന്ത്രിക ഗുണ പരിശോധനകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് 90° പ്രിന്റിംഗ് പാത ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ Inconel 625 സാമ്പിളുകൾക്ക് 401 ± 12 MPa യീൽഡ് ശക്തി, 724 ± 5 MPa ടെൻസൈൽ ശക്തി, 57 ± 5% എലോംഗേഷൻ എന്നിവയുള്ള മികച്ച ശക്തി-ദൃഢത്വ മിശ്രിതമുണ്ട് .പദാർത്ഥം സാധാരണ മൂന്ന് ഘട്ട ജോലി കഠിനത പെരുമാറ്റം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് 8–25% വികൃതി പരിധിയിൽ മെച്ചപ്പെട്ട ജോലി കഠിനത ശേഷി കാണിക്കുന്നു, ഇത് 41.3 GPa*% ന്റെ ഉയർന്ന പ്ലാസ്റ്റിസിറ്റി-സ്ട്രെൻT ഹ് ഉൽപ്പന്നത്തിന് കാരണമാകുന്നു, അത് പാരമ്പര്യ ഹോട്ട്-റോൾഡ് ലോഹങ്ങളെ (32.1 GPa*%) അതിജീവിക്കുന്നു.

സ്രോത്രം [1]

മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ വിശകലനം വെളിപ്പെടുത്തുന്നത് ഏകദേശം ഇക്വിയാക്സഡ് സാമ്പിളുകൾ വലിയ ധാന്യ വലുപ്പം (232 ± 16 μm vs. ഹോട്ട്-റോൾഡ് സാമ്പിളുകൾ <130 μm) കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ അവയുടെ മികച്ച പ്രകടനം രണ്ട് ഘടകങ്ങളിൽ നിന്നാണ് പ്രധാനമായും ഉരുത്തിരിയുന്നത്: ആദ്യം, ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ശക്തിപ്പെടുത്തലിന്റെ പ്രധാന പങ്ക്, രണ്ടാമതായി, ഒരു സവിശേഷമായ രൂപമാറ്റ മെക്കാനിസം. സൂക്ഷ്മപരിശോധന വെളിപ്പെടുത്തിയത് രൂപമാറ്റത്തിനിടെ, പദാർത്ഥം ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ മതിലുകളും ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ലോക്ക് ഘടനകളും രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ സവിശേഷതകൾ ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ചലനത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയുന്നു, ഇത് പദാർത്ഥ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു . കൂടുതൽ പ്രധാനമായി, ഇന്റർലെയർ ഇന്റർഫേസുകളിൽ ഒരു സ്ട്രെസ്സ് കേന്ദ്രീകരണവും കണ്ടെത്തിയില്ല, ഇത് എപ്പോഴും ഗ്രെയിൻ ബൌണ്ടറികൾക്കുള്ളിൽ സംഭവിച്ചു, അച്ചടി പാത രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ഇന്റർഫേസുകൾ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്നില്ലെന്ന് സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു . മികച്ച സമഗ്ര സവിശേഷതകൾ മെറ്റീരിയലിന് നൽകുന്നത് ഈ സ്വതന്ത്രമായ ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ചലനവും പൂർണ്ണമായ ഇന്റർഫേസുകളും ഒരുമിച്ച് ചേർന്നാണ്.

3.3 ഉയർന്ന താപനിലയിലെ മെക്കാനിക്കൽ സവിശേഷതകൾ

ഉയർന്ന താപനിലയിലെ മെക്കാനിക്കൽ സവിശേഷത പരിശോധനയിലൂടെ ഏകദേശം-ഐസോട്രോപ്പിക് ഇൻകൊനൽ 625 അലോയിയുടെ മികച്ച ഉയർന്ന താപനിലയിലെ അനുയോജ്യത വ്യക്തമായി. 400–850°C വരെയുള്ള വിസ്തൃതമായ താപനില പരിധിയിൽ ഈ മെറ്റീരിയലിന്റെ ശക്തി സവിശേഷതകൾ പാരമ്പര്യ കാസ്റ്റ് അലോയ്കളുടെ സവിശേഷതകളെ അതിജീവിച്ചു നിൽക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണം കാണിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ എലോംഗേഷൻ 700°C ന് താഴെ ഉയർന്ന നിലവാരം നിലനിർത്തുന്നതായി കണ്ടെത്തി, 700°C കവിയുമ്പോൾ ചെറിയ കുറവാണ് രേഖപ്പെടുത്തിയത്. ഫ്രാക്ചർ മോർഫോളജി വിശകലനത്തിലൂടെ, പഠനം താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചുള്ള ഫ്രാക്ചർ പെരുമാറ്റത്തിന്റെ വ്യത്യാസങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു: 600°C ല്‍, ഫ്രാക്ചർ സാധാരണ ഇന്റർഗ്രാനുലർ ഡക്ടൈൽ ഫ്രാക്ചർ സവിശേഷതകൾ കാണിച്ചു, ഫ്രാക്ചർ ഉപരിതലം ഒരുപോലെ വിതരണം ചെയ്ത ഷാലോ ഡക്ടൈൽ ഡിംപിലുകൾ കാണിച്ചു; 750°C ഉം 800°C ഉം ഇടയിൽ, ഫ്രാക്ചർ മോഡ് ഇന്റർഗ്രാനുലർ ഫ്രാക്ചറിലേക്ക് മാറുന്നു, വ്യക്തമായ ബ്രിട്ടിൽ ഫ്രാക്ചർ സവിശേഷതകൾ കാണിച്ചു; താപനില 850°C എത്തുമ്പോൾ, ഫ്രാക്ചർ ഉപരിതലം ഡക്ടൈൽ ഡിംപിലുകളും ബ്രിട്ടിൽ ഫ്രാക്ചർ പ്ലെയിനുകളും രണ്ടും അടങ്ങിയ മിശ്ര ഫ്രാക്ചർ സ്വഭാവം കാണിച്ചു.

സ്രോത്രം [1]

IV. നിഗമനം

പ്രിന്റ് പാത്തിന്റെ രൂപകൽപ്പന ഇൻകോനൽ 625 മിശ്രിതത്തിന്റെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറും ഗുണങ്ങളും എങ്ങനെ നിർണായകമായി ബാധിക്കുന്നു എന്നാണ് ഈ പഠനം വെളിപ്പെടുത്തുന്നത്. ഉയർന്ന ഊർജ ഇൻപുട്ടുള്ള പ്രിന്റിംഗ് രീതിയും കൂടാതെ പാളികൾ തമ്മിൽ 90° ചെറിയ പരിക്രമണവും ഉപയോഗിച്ച് പരമ്പരാഗത കോളത്തിന്റെ ധാതു ഘടനയെ ഒരു സമാനമായ ഏകദേശം സമഭുജ ധാതു ഘടനയാക്കി മാറ്റാൻ കഴിഞ്ഞു. മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ വിശകലനത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, ഈ പ്രത്യേക ഘടന രൂപാന്തരത്തിനിടയിൽ വ്യത്യസ്തമായ ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ചലന രീതികൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി: പ്രതല സ്ലിപ്പ് മാത്രമല്ല, ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ മതിലുകളും പ്രത്യേക ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ലോക്ക് ഘടനകളും രൂപപ്പെടുന്നു. ഈ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ മെക്കനിസങ്ങളുടെ സഹപ്രവർത്തനം മികച്ച ശക്തിയും കാഠിന്യവും വസ്തുവിന് നൽകുന്നു.

പ്രത്യേകിച്ച്, പ്രിന്റിംഗിനിടയിൽ രൂപപ്പെട്ട പാളികൾക്കിടയിലെ ചെറിയ ധാതു മേഖലകൾ പ്രകടമായും പ്രവർത്തിച്ചില്ല, മറിച്ച് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തി. പരിഷ്ക്കരിച്ച അടുക്കള താപനിലയിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന താപനില വരെയുള്ള വ്യാപകമായ താപനില പരിധിയിൽ ഈ ഓപ്റ്റിമൈസ്ഡ് നിയർ-ഇക്വിയാക്സഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന മികച്ച യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതായി പരീക്ഷണഫലങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു. വ്യോമയാനത്തിലെയും മറ്റ് മേഖലകളിലെയും പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ആഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണത്തിനുള്ള പുതിയ പ്രക്രിയാ അവബോധം ഈ കണ്ടുപിടിത്തം നൽകുന്നു, വ്യാപകമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.

പേപ്പർ ലിങ്ക് :

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