आता आलेली माहिती! एनिग्मा आणि नोव्हा विद्यापीठ लिस्बनची एकत्रित साध्यता: मार्ग अनुकूलनामुळे आर्क अतिरिक्त Inconel 625 च्या खोलीचे तापमान आणि उच्च तापमान कामगिरी सुधारली आहे.

एक उदयोन्मुख अतिरिक्त विनिर्माण तंत्रज्ञान म्हणून, DED (डायरेक्ट इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज) ने इनकॉनेल 625 धातूच्या उत्पादनात उच्च कार्यक्षमता, कमी खर्च आणि मोठ्या प्रमाणात आकार देण्याच्या क्षमतेमुळे विशिष्ट पर्याय दाखवले आहेत. मात्र, पारंपारिक DED प्रक्रियेमुळे <001> दिशेने अक्षीय स्फटिक संरचना तयार होते ज्यामुळे सामग्रीमध्ये आदर्श ताकद आणि लवचिकता दोन्ही मिळवणे कठीण होते.

I. संशोधन पार्श्वभूमी आणि महत्त्व

अलीकडील संशोधनात असे आढळून आले आहे की, लाइन ऊर्जा घनता (LED) वाढवून Inconel 625 मिश्रधातूची कामगिरी सुधारण्यास प्रभावीपणे मदत होते. हे दांडाकृती धान्याचे बरखास्त झालेल्या धान्यात रूपांतर करून होते; मात्र, प्रिंट पथ स्विचिंगच्या भूमिकेची विशिष्ट क्रियापद्धती अद्याप स्पष्ट झालेली नाही. तसेच, योगानुसार उत्पादनाच्या अद्वितीय थर-थर मधील अंतर्गत वैशिष्ट्ये सामग्रीच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर मोठ्या प्रमाणात परिणाम करतात, विशेषत: उच्च तापमानावर, जिथे ते इंटरफेस स्ट्रेन कॉन्संट्रेशन आणि अकाली फेल्युअरला कारणीभूत ठरू शकतात. विविध तापमानांवर थर-थर मधील अंतर्गत प्रभावांचा अभ्यास करणे हे प्रक्रियांचे अनुकूलन आणि सामग्रीच्या कामगिरीमध्ये सुधारणा करण्यासाठी मोठ्या महत्त्वाचे आहे .

उल्लेखित संशोधन पृष्ठभूमीच्या आधारावर, एनिग्माने तंत्रज्ञान आणि NOVA University Lisbon पोर्तुगालमध्ये प्रकाशित केलेल्या त्यांच्या संशोधनातील नवीनतम आढळाचे Materials Research Letters या शीर्षकाखाली सुधारित यांत्रिक गुणधर्म आणि विकृती प्रक्रिया dED मध्ये प्रिंटिंग पाथ स्विच करून Inconel 625 मधील घटक साहित्य मायक्रोस्ट्रक्चर आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर प्रिंटिंग पाथ डिझाइनचा प्रभाव सिस्टमॅटिकली स्पष्ट करते.

स्रोत [1]

II. प्रायोगिक पद्धती

या अभ्यासात 70% आर्गॉन + 30% हीलियम मिश्रित वायूच्या संरक्षक वातावरणात इनकॉनेल 625 धातू मिश्रधातू नमुने तयार करण्यासाठी कोल्ड मेटल ट्रान्सफर (सीएमटी) डीईडी तंत्रज्ञानाचा उपयोग केला. प्रायोगिक निष्कर्षांच्या विश्वासार्हतेची खात्री करून घेण्यासाठी संशोधन पथकाने महत्त्वाच्या प्रक्रिया पॅरामीटर्सचे अनुकूलन केले: 116 अ‍ॅम्पिअर विद्युतप्रवाह, 4.6 मीटर/मिनिट वायर फीडिंग वेग, आणि 140 ज्यूल/मिमी ओळ ऊर्जा घनता. 50 मिमी व्यास आणि 100 मिमी लांबी असलेले सिलेंडरिकल नमुने तयार करण्यासाठी लेयर-टू-लेयर 90° रोटेशन पाथ रणनीती अवलंबिली.

स्रोत [1]

साहित्य गुणधर्मांचे व्यापक विश्लेषण करण्यासाठी, मल्टी-स्केल विश्लेषण पद्धती अवलंबिली. सूक्ष्मरचनेच्या उत्क्रांतीचे विश्लेषण XRD, OM, SEM-EBSD आणि TEM सिस्टमचा उपयोग करून केले गेले; यांत्रिक गुणधर्मांचे मूल्यमापन कोमलता चाचणी आणि खेचण्याच्या प्रयोगांच्या मदतीने खोलीचे तापमान आणि उच्च तापमान (400-850°C) अशा दोन्ही ठिकाणी केले गेले.

III. निष्कर्ष आणि चर्चा

3.1 सूक्ष्मरचना संबंधी वैशिष्ट्ये

सूक्ष्मरचना विश्लेषणातून छापण्याच्या मार्गाच्या डिझाइनचा महत्वपूर्ण प्रभाव दिसून आला. पारंपारिक 0° मार्ग नमुन्यांची तुलना 90° मार्ग बदलाचा वापर करून तयार केलेल्या नमुन्यांशी केली असता, जवळच्या समद्विमितीय स्फटिक वैशिष्ट्यांचे अस्तित्व दिसून आले: सरासरी धान्य लांबी 527 ± 5 मायक्रॉन होती, रुंदी 172 ± 7 मायक्रॉन (आकृतीचे प्रमाण 3.06) आणि स्तर मधील पृष्ठभागावर सूक्ष्म धान्य भाग (37 ± 2 मायक्रॉन) तयार झाले. XRD विश्लेषणातून असे सिद्ध झाले की नमुने एकल-फेज फेस-सेंटर्ड क्यूबिक संरचना दर्शवितात.

स्रोत [1]

संशोधनातून असे सिद्ध झाले आहे की उच्च LED ची पाथ स्विचिंगसह जोडणी ही द्रव धातूच्या तापमान श्रेणीला कमी करण्यास प्रभावीपणे मदत करते, स्तंभाकृती स्फटिकांच्या एपिटॅक्सिअल वाढीला दाबते आणि पुन्हा वितळविण्याची खोली वाढवून आणि नवीन न्यूक्लिएशन साइट्स प्रदान करून समान-अक्षीय स्फटिकांच्या निर्मितीला प्रोत्साहन देते, त्यामुळे सामग्रीच्या सूक्ष्मसंरचनेचे ऑप्टिमायझेशन होते . ही प्रक्रिया जोडणी स्तंभाकृती स्फटिकांपासून समान-अक्षीय स्फटिकांमध्ये होणारा रूपांतर प्रभावीपणे साध्य करण्याचे एक प्रभावी साधन प्रदान करते.

3.2 कोमल तापमानावरील यांत्रिक गुणधर्म

कोमल तापमानावरील यांत्रिक गुणधर्मांच्या चाचण्या दर्शवितात की 90° मुद्रण मार्ग वापरून तयार केलेले Inconel 625 नमुने 401 ± 12 MPa च्या उत्पादकता ताकदीसह, 724 ± 5 MPa च्या तन्य ताकदीसह आणि 57 ± 5% च्या लांबीच्या सह उत्कृष्ट स्थिती-घटक जुळवणी प्रदर्शित करतात .हे सामग्री सामान्य तीन-टप्पा कार्यक्षमता वाढवणारा वर्तन दर्शविते, विशेषतः 8–25% प्रमाणातील वाढीव कार्यक्षमता दर्शविते, ज्यामुळे 41.3 GPa*% इतकी उच्च प्लास्टिकता-ताकद निर्माण होते आणि त्यामुळे पारंपारिक हॉट-रोल्ड धातूंच्या (32.1 GPa*%) मागे खूप मागे राहते.

स्रोत [1]

सूक्ष्मरचना विश्लेषणातून असे दिसून आले की जवळजवळ समभुजाकृती नमुन्यांमध्ये मोठ्या धान्याचे आकार (232 ± 16 μm vs. हॉट-रोल्ड नमुने < 130 μm) आढळले आणि त्यांची श्रेष्ठ कामगिरी मुख्यत्वे दोन घटकांमुळे होती: प्रथम, भ्रंश बळकटीकरणाची महत्त्वपूर्ण भूमिका आणि दुसरे, एक विशिष्ट विकृती क्रियाप्रणाली. सूक्ष्म विश्लेषणातून असे दिसून आले की विकृतीच्या वेळी सामग्री उच्च-घनता भ्रंश भिंती आणि भ्रंश लॉक संरचना तयार करते. या सूक्ष्म रचनात्मक वैशिष्ट्यांमुळे भ्रंशांच्या हालचालींना प्रभावीपणे रोखले जाते, त्यामुळे सामग्रीच्या ताकदीत वाढ होते अधिक महत्त्वाची बाब म्हणजे इंटरलेअर इंटरफेसवर कोणतेही ताण सांद्रता दिसून आली नाही, आणि नेहमीच धान्य सीमांत फ्रॅक्चर झाले, हे सिद्ध करते की मुद्रित मार्गाने तयार झालेले इंटरफेस सामग्रीच्या कामगिरीवर परिणाम करीत नाहीत . इंटरफेसच्या संचयित गतीसह या विशिष्ट विस्थापन गतीचे हे संयोजन एकत्रितपणे सामग्रीच्या उत्कृष्ट सर्वांगीण गुणधर्मांना प्रदान करते.

3.3 उच्च तापमान यांत्रिक गुणधर्म

उच्च तापमान यांत्रिक गुणधर्म चाचणीने जवळच्या समभारीय Inconel 625 सामग्रीच्या उच्च तापमान अनुकूलतेचे खुलासा केले आहे संशोधनातून असे दिसून आले आहे की 400–850°C च्या विस्तृत तापमान श्रेणीत ह्या सामग्रीचे ताकद गुणधर्म नेहमीच ऐतिहासिक ओतीलेल्या सामग्रीच्या तुलनेत श्रेष्ठ राहिले आहेत. उल्लेखनीय बाब म्हणजे, 700°C पेक्षा कमी तापमानात त्याचा एलोंगेशन उच्च पातळीवर स्थिर राहतो, 700°C च्या पलीकडे जाण्यानंतर फक्त हळूवार कमतरता दिसून येते. फ्रॅक्चर आकृती विश्लेषणाद्वारे, संशोधनात तापमान-अवलंबी फ्रॅक्चर वर्तन संक्रमणाचे भिन्न स्पष्ट निरीक्षण करण्यात आले: 600°C तापमानाला, फ्रॅक्चरमध्ये सामान्य इंटरग्रॅन्युलर डक्टाइल फ्रॅक्चर गुणधर्म दिसून आले, फ्रॅक्चरच्या पृष्ठभागावर समानरीत्या वितरित झालेले उथळ डक्टाइल डिम्पल्स दिसून आले; 750°C ते 800°C मध्ये, फ्रॅक्चरचा प्रकार इंटरग्रॅन्युलर फ्रॅक्चरमध्ये संक्रमित होतो, स्पष्टपणे भंगार फ्रॅक्चर गुणधर्म दर्शवितो; जेव्हा तापमान 850°C पर्यंत पोहोचते, तेव्हा फ्रॅक्चरच्या पृष्ठभागावर मिश्र फ्रॅक्चर गुणधर्म दिसून येतात, ज्यामध्ये डक्टाइल डिम्पल्स आणि भंगार फ्रॅक्चर प्लेन्स दोन्ही समाविष्ट असतात.

स्रोत [1]

चार. निष्कर्ष

ह्या अभ्यासातून प्रिंट पथ डिझाइनचा इनकॉनेल 625 संमिश्राच्या सूक्ष्मरचना आणि गुणधर्मांवर होणारा महत्वपूर्ण प्रभाव दिसून आला आहे. उच्च ऊर्जा इनपुटसह प्रिंटिंग धोरण वापरून, तसेच स्तर-दर-स्तर 90° भ्रमण सह, पारंपारिक स्तंभीय धान्य रचनेला एकसमान जवळजवळ गोलाकार धान्य रचनेत यशस्वीरित्या रूपांतरित केले गेले. अधिक विकसित सूक्ष्मरचना विश्लेषण तंत्रांद्वारे असे आढळून आले की, या विशिष्ट रचनेमध्ये विकृती दरम्यान विशिष्ट विस्थापन गतीचे प्रतिमान दिसून येतात: केवळ समतलीय सरकण घडते नाही, तर उच्च घनता विस्थापन भिंती आणि विशेष विस्थापन लॉक रचना देखील तयार होतात. या सूक्ष्मरचना यंत्रणांच्या सहजीवन परस्परक्रियेमुळे पदार्थाला उत्कृष्ट ताकद आणि लवचिकता दोन्ही प्राप्त होते.

लक्षणीय म्हणजे, प्रिंटिंग दरम्यान तयार झालेल्या स्तरमधील सूक्ष्म धान्य प्रदेशांनी केवळ कामगिरी कमी केली नाही, तर त्यात वाढच केली. हे चाचणी निकाल दर्शवतात की, ही ऑप्टिमाइझ केलेली जवळजवळ समान-अक्षीय स्फटिक संरचना कमाल तापमानापासून ते उच्च तापमानापर्यंतच्या विस्तृत तापमान श्रेणीत उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म दर्शवते. ह्या शोधामुळे एरोस्पेस आणि इतर क्षेत्रांमधील महत्वाच्या घटकांच्या उच्च कार्यक्षमतेच्या अतिरिक्त उत्पादन प्रक्रियेसाठी नवीन प्रक्रिया अंतर्दृष्टी प्रदान करते आणि विस्तृत अनुप्रयोगांच्या शक्यता दर्शवते.

लेखाचा दुवा :

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