अत्याधुनिक समाचार! एनिग्मा र NOVA लिस्बन विश्वविद्यालयको संयुक्त उपलब्धि: मार्ग अनुकूलनले आर्क एडिटिव इन्कोनेल 625 को कोठा तापक्रम र उच्च तापक्रम प्रदर्शन सुधार गर्छ।

एक उभर रहेको एडिटिभ निर्माण प्रविधि को रूप मा, DED (डाइरेक्ट इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज) ले Inconel 625 मिश्र धातु को निर्माण मा यसको उच्च दक्षता, निम्न लागत र ठूलो स्तरीय निर्माण क्षमताको कारण ले विशिष्ट लाभहरू प्रदर्शन गरेको छ। तथापि, परम्परागत DED प्रक्रियाले प्रायः <001> अभिविन्यास सहितको कलम दाना संरचना परिणाम दिन्छ, जसले सामग्री मा आदर्श शक्ति र लचिलो प्राप्त गर्न कठिन बनाउँछ।

I. अनुसन्धान पृष्ठभूमि र महत्व

हालका अध्ययनहरूले पाएका छन् कि लाइन ऊर्जा घनत्व (LED) बढाएर स्तम्भाकार दानाहरूलाई लगभग समान दानामा परिवर्तन गरेर Inconel 625 मिश्र धातुको प्रदर्शन सुधार गर्न प्रभावकारी रूपमा सकिन्छ; तथापि, प्रिन्ट पाथ स्विचिङको भूमिकाको विशिष्ट क्रियाविधि अझै स्पष्ट छैन। यसबाहेक, यसका साथै सामग्रीको यांत्रिक गुणहरूमा विशेष गरी उच्च तापक्रममा यसले इन्टरफेस स्ट्रेन कन्सन्ट्रेशन र प्रारम्भिक असफलतामा निर्माणको विशिष्ट इन्टरलेयर इन्टरफेस विशेषताहरूले महत्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। त्यसैले, विभिन्न तापक्रममा इन्टरलेयर इन्टरफेसको प्रभाव क्रियाविधिको अनुसन्धानले प्रक्रियाहरूलाई अनुकूलित गर्न र सामग्रीको प्रदर्शनलाई बढाउन महत्वपूर्ण मूल्य राख्छ .

उल्लिखित अनुसन्धान पृष्ठभूमिको आधारमा, एनिग्माले प्रविधि र प्रविधि टोलीको साथ सहयोग गर्यो NOVA विश्वविद्यालय लिस्बन पोर्चुगलमा प्रकाशित गर्नका लागि उनीहरूको नवीनतम अनुसन्धान परिणामहरूसँग मटेरियल्स रिसर्च लेटर्स शीर्षकमा “ उन्नत यांत्रिक गुणहरू र विरूपण प्रक्रिया dED मा प्रिन्टिङ पाथ स्विचिङ द्वारा Inconel 625 मा s ,” पदार्थको सूक्ष्म संरचना र यान्त्रिक गुणहरूमा प्रिन्टिङ पाथ डिजाइनको प्रभावलाई व्यवस्थित रूपमा अन्वेषण गर्दै।

स्रोत [1]

II. प्रायोगिक विधिहरू

यो अध्ययनले निर्माण गर्न Cold Metal Transfer (CMT) DED प्रविधि प्रयोग गर्‍यो Inconel 625 मिश्र धातुको नमूना 70% Ar + 30% He मिश्रित ग्यासको सुरक्षात्मक वातावरणमा। प्राप्त परिणामको विश्वसनीयता सुनिश्चित गर्न, शोध टोलीले मुख्य प्रक्रिया प्यारामिटरहरू अनुकूलन गर्‍यो: करेन्ट 116 A, वायर फिडिङ स्पीड 4.6 मिटर/मिनेट, र लाइन ऊर्जा घनत्व 140 J/mm। 50 मिमी व्यास र 100 मिमी लम्बाइको बेलनाकार नमूनाहरू तयार पार्नका लागि लेयर-टु-लेयर 90° रोटेशन पाथ रणनीति अपनाइएको थियो।

स्रोत [1]

पदार्थका गुणहरूलाई व्यापक रूपमा वर्णन गर्न, मल्टी-स्केल विश्लेषण विधि अपनाइएको थियो : एक्सआरडी, ओएम, एसईएम-ईबीएसडी र टेम सिस्टमहरू प्रयोग गरेर सूक्ष्मसंरचनात्मक विकासको विश्लेषण गरियो; कोठको तापक्रम र उच्च तापक्रम (400-850°C) मा सूक्ष्म कठोरता परीक्षण र तन्यता परीक्षणहरू प्रयोग गरेर यान्त्रिक गुणहरूको मूल्याङ्कन गरियो।

III. नतिजा र छलफल

3.1 सूक्ष्मसंरचनात्मक विशेषताहरू

सूक्ष्मसंरचनात्मक विश्लेषणले प्रिन्टिङ्ग पथ डिजाइनको महत्वपूर्ण प्रभाव देखायो। परम्परागत 0° पथ स्याम्पलहरूको तुलना गर्दा, 90° पथ स्विचिङ प्रयोग गरेर तयार गरिएका स्याम्पलहरूले विशिष्ट नजिक-आइसोट्रोपिक क्रिस्टल विशेषताहरू प्रदर्शन गर्यो: औसत दानाको लम्बाई 527 ± 5 माइक्रोन, चौडाइ 172 ± 7 माइक्रोन (आकृति अनुपात 3.06), र स्तरहरूको इन्टरफेसमा सानो दाना भएका क्षेत्रहरू (37 ± 2 माइक्रोन) बन्यो। एक्सआरडी विश्लेषणले पुष्टि गर्यो कि स्याम्पलहरूले एकल-चरणको फेस-केन्द्रित घन संरचना प्रदर्शन गर्छन्।

स्रोत [1]

अनुसन्धानले पुष्टि गरेको छ कि उच्च LED लाई पथ स्विचिंग सँग संयोजन गर्दा मेल्ट पूल तापमान ढलानलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सकिन्छ, स्तम्भको क्रिस्टल एपिटेक्सियल बढ्दोलाई दबाउन सकिन्छ र पुन: पिघलाउने गहिराइ बढाएर र नयाँ न्यूक्लियसन साइटहरू प्रदान गरेर समान क्रिस्टल निर्माणलाई बढावा दिन सकिन्छ, जसले गर्दा सामग्रीको सूक्ष्म संरचनालाई अनुकूलित गर्दछ यो प्रक्रिया संयोजनले स्तम्भको क्रिस्टलबाट समान क्रिस्टलमा रूपान्तरण गर्न प्रभावकारी माध्यम प्रदान गर्दछ।

3.2 कोठाको तापमानमा यांत्रिक गुणहरू

कोठाको तापमानमा यांत्रिक गुण परीक्षणहरूले सुचित गर्छन् कि 90° प्रिन्टिङ पाथ प्रयोग गरेर तयार गरिएको Inconel 625 नमूनाहरूले उत्कृष्ट सामर्थ्य-डक्टिलिटी मिलाप प्रदान गर्दछ, 401 ± 12 MPa को यील्ड शक्ति, 724 ± 5 MPa को तन्य शक्ति, र 57 ± 5% को एलोंगेशन .यसले सामान्य तीन-चरण कार्य सुदृढीकरण व्यवहार प्रदर्शन गर्छ, विशेषगरी 8–25% बल परासमा सुधारिएको कार्य सुदृढीकरण क्षमता देखाउँछ, 41.3 GPa*% को उच्च प्लास्टिकता-शक्ति उत्पादन परिणाम, परम्परागत हट-रोल्ड एलाय (32.1 GPa*%) भन्दा बढी बाहिर निस्कन्छ।

स्रोत [1]

सूक्ष्म ढाँचा विश्लेषणले खुलासा गरेको छ कि लगभग-इक्विएक्सड नमूनाहरूले ठूलो दानाको आकार (232 ± 16 μm vs. हट-रोल्ड नमूनाहरू < 130 μm) देखाउँछन्, र उनीहरूको श्रेष्ठ प्रदर्शन मुख्यतया दुई कारकहरूबाट आउँछ: पहिलो, असंगठित सुदृढीकरणको मुख्य भूमिका, र दोस्रो, एक विशिष्ट विरूपण यांत्रिकता। सूक्ष्म विश्लेषणले खुलासा गर्यो कि विरूपणको समयमा, सामग्रीले उच्च-घनत्व असंगठित भित्ता र असंगठित लक ढाँचा बनाउँछ। यी सूक्ष्म ढाँचा विशेषताहरूले प्रभावकारी रूपमा असंगठित गतिलाई रोक्छ, जसले गर्दा सामग्रीको शक्ति बढ्छ .अधिक महत्वपूर्ण रूपमा, इन्टरलेयर इन्टरफेसहरूमा कुनै तनाव केन्द्रीकरण देखिएन, र भंग हमेशा अन्नौ पदले भित्र घटेको थियो, पुष्टि गर्दै कि मुद्रण पथबाट बनेको इन्टरफेसले सामग्रीको प्रदर्शनलाई प्रभावित गर्दैन यहि विशिष्ट भ्रम गति र अखण्ड इन्टरफेसहरूले सामग्रीको उत्कृष्ट व्यापक गुणहरू प्रदान गर्छन्।

3.3 उच्च तापक्रम यांत्रिक गुणहरू

उच्च तापक्रम यांत्रिक गुण परीक्षणले लगभग-आइसोट्रोपिक इन्कोनेल 625 मिश्र धातुको उत्कृष्ट उच्च तापक्रम अनुकूलनीयता देखाएको छ। अनुसन्धानले देखाएको छ कि 400–850°C को विस्तृत तापक्रम सीमामा यस सामग्रीको शक्ति गुणहरूले ऐतिहासिक ढलाई मिश्र धातुहरूको तुलनामा निरन्तर बढी उत्कृष्टता देखाएको छ। यसको लम्बनीयता 700°C भन्दा मुनि उच्च स्तरमा रहन्छ, 700°C भन्दा माथि गएपछि मात्र ह्रास देखिन्छ। भंग आकृति विश्लेषणको माध्यमबाट, अध्ययनले तापक्रम-निर्भर भंग व्यवहार संक्रमणहरू प्रेक्षण गर्यो: 600°C मा, भंगले सामान्य अन्तर-दानेदार लचिलो भंग विशेषताहरू प्रदर्शन गर्यो, भंग सतहले समान रूपमा वितरित उथालो लचिलो डिम्पलहरू देखायो; 750°C देखि 800°C सम्म, भंग मोडले अन्तर-दानेदार भंगमा संक्रमण गर्यो, स्पष्ट भंग विशेषताहरू देखाउँदै; जब तापक्रम 850°C सम्म पुग्छ, भंग सतहले लचिलो डिम्पलहरू र भंग फोरमहरू दुवैको मिश्रित भंग विशेषता प्रदर्शन गर्छ।

स्रोत [1]

IV. निष्कर्ष

यो अध्ययनले प्रिन्ट पाथ डिजाइनको महत्वपूर्ण प्रभावलाई Inconel 625 मिश्र धातुको सूक्ष्म संरचना र गुणहरूमा देखाएको छ। उच्च ऊर्जा इनपुटको साथमा प्रिन्टिङ रणनीति प्रयोग गरेर सँगै पर्तदेखि पर्त सम्म 90° को घुमावट सँगै, परम्परागत स्तम्भाकार दाना संरचनालाई सफलतापूर्वक एकरूप प्रायः समान-अक्षीय दाना संरचनामा परिवर्तन गरिएको थियो। उन्नत सूक्ष्म संरचनात्मक विश्लेषण तकनीकहरूको माध्यमबाट पत्ता लगाइएको छ कि यस विशिष्ट संरचनाले विकृतिको समयमा भिन्न विस्थापन गति प्रतिमा प्रदर्शन गर्दछ: केवल समतल स्लिप नै हुँदैन, तर उच्च-घनत्व विस्थापन पर्खालहरू र विशेष विस्थापन लक ढाँचाहरू पनि बन्छन्। यी सूक्ष्म संरचनात्मक प्रक्रियाहरूको सहजीवी अन्तक्रियाले सामग्रीलाई उत्कृष्ट शक्ति र लचीलापन दुवै प्रदान गर्दछ।

उल्लेखनीय रूपमा, प्रिन्टिङको क्रममा बनेका इन्टरलेयर फाइन-ग्रेन क्षेत्रहरूले प्रदर्शनलाई कमजोर पारेनन्, तर वास्तवमा यसलाई बलियो बनायो। परीक्षण नतिजाहरूले यो अनुकूलित लगभग समान क्रिस्टल संरचनाले कोठाको तापक्रमबाट लिएर उच्च तापक्रमसम्मको विस्तृत तापक्रम सीमामा उत्कृष्ट यांत्रिक गुणहरू प्रदर्शन गरेको छ। यो खोजले एयरोस्पेस र अन्य क्षेत्रहरूमा महत्वपूर्ण घटकहरूको उच्च-प्रदर्शन युक्त स्तरीय निर्माणका लागि नयाँ प्रक्रिया इन्साइट्स प्रदान गर्दछ, जसले विस्तृत अनुप्रयोगका सम्भावनाहरू देखाउँछ।

पेपर लिङ्क :

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