EN
Како ДЕД побољшава перформансе Инконел 625 материјала
Заједнички истраживачки пројекат између ENIGMA-а и NOVA Универзитета у Лисабону, објављен у Materials Research Letters, систематски је испитао како дизајн штампања утиче на микроструктуру и механичка својства ДЕД-израбоћених материјала. Inconel 625 - Да ли је то истина? Открића су потврдила оно што су процесни инжењери приметили емпиријски: стратегија преласка 90 ° између слојева мења структуру зрна легуре из усмерено оријентисаних стубова у скоро еквиаксиране зрна, стварајући чврстоћу излаза од 401 МПа, крајњу чврсто
Inconel 625 је суперлегура на бази никла која је ценена због своје комбинације чврстоће на високе температуре, отпорности на корозију и завариваности. Али конвенционални производњи пут вакуум индукција топљење праћено топлим радом ограничава геометрије и величине које се могу економично произвести. ДЕД фундаментално мења и оно што се може направити и колико добро функционише.
Зашто је обрада важнија од композиције
Sastav Inconel 625 око 58% никла, 20-23% хрома, 8-10% молибдена и 3,15-4,15% ниобија је утврђен по спецификацији. Оно што се драматично разликује је микроструктура, а микроструктура одређује механичка својства. У традиционалном лијепу, споро учвршћивање производи груба колонарна зрна дужине неколико милиметара са израженом кристалографском текстуром. У ДЕД обради, зацвршћење се дешава у секунди уместо минута, стварајући фундаментално другачију структуру зрна али специфична структура зависи у великој мери од стратегије стазе штампе.
Конвенционални ДЕД приступ депонирање сваког слоја дуж истог усмерног пута (0° стратегије) производи колонарна зрна која расту епитаксиално из претходног слоја, стварајући снажно оријентисану <001> кристалографску текстуру. Ова текстура производи анизотропска механичка својства: чврстоћу и дугатилност која варирају у зависности од тога да ли се оптерећење примењује паралелно или перпендикуларно на правцу колонарног зрна. За компоненте које доживљавају мулти-осијални оптерећење које описује практично све стварне инжењерске апликације ова анизотропија је нежељена.
Како дизајн печати преобразује својства
Пробив који је открио истраживачки тим ENIGMA-NOVA подразумева ротацију путања депозиције за 90° између узастопних слојева. Ова једноставна промена у стратегији пута алата има дубоке металуршке последице. Када се сваки слој одложи перпендикуларно на претходни слој, прекида се раст колонарних зрна који би се иначе наставио преко више слојева. Нови слој се учврсти на површини са другачијом кристалографском оријентацијом, а поново топљење површине претходног слоја пружа нове локације за нуклеацију које промовишу формирање равног зрна.
Резултатна микроструктура Inconel 625 драматично се разликује од колонарне структуре конвенционалне ДЕД обраде. Просечне димензије зрна се померају са продужених стубова дужине стотина микрона на више равноосиних зрна дужине око 527 мкм и ширине 172 мкм (сједност аспекта 3,06). У међуслојним интерфејсима формирају се финозрне регије са величинама зрна од 37 μm. Ова рафинисана, скоро изотропна структура зрна елиминише варијације усмерне чврстоће које ограничавају конвенционално обрађени ДЕД материјал.
Механичко побољшање је значајно. Испитивање трачења 90° на собној температури Inconel 625 има чврстоћу излаза 401 ± 12 МПа, крајњу чврстоћу за истезање 724 ± 5 МПа и продужење од 57 ± 5%. Ове вредности се повољно упоређују са традиционалним топло ваљеним Инконел 625, који обично постиже чврстоће излаза од 350-415 МПа и чврстоће за истезање од 690-760 МПа. Пластичност-јакост производа ДЕД материјала мера комбиноване чврстоће и дугативности достиже 41,3 ГПа*%, што знатно надмашава 32,1 ГПа*% типично за топло ваљан материјал.
Изврсност на високим температурама
Inconel 625 је специфичан за службу на високим температурама, а материјал обрађен ДЕД-ом задржава своју предност у распону температуре од 400 до 850 °C. Својства чврстоће стално надмашују оне традиционалних ливаних легура у овом распону. Удаљивање остаје високо испод 700 °C, са само малим смањењем примећеном изнад ове температуре. Прелаз из лагираног режима (међугрануларни лупасти лаг на 600 °C) у мешани режим на 850 °C понашање у складу са намењеним окном за примену легуре на високе температуре.
Интерфејс интерфејс у ДЕД-у Inconel 625 потенцијална забринутост за било који материјал који се производи адитивно показује изузетну интегритет. Микроскопска анализа открива да се кршење изазвано деформацијом конзистентно јавља унутар унутрашњости зрна, а не на границама између слојева. Никаква концентрација стреса није примећена на интерфејсима, што потврђује да је везање између одложеног слоја у потпуности металургијски и да не представља структурну слабост.
Често постављана питања
Како ДЕД побољшава инконел 625 механичка својства?
Брзо учвршћење ДЕД-а (103-105 °C/сек) производи фино зрнасту микроструктуру. Када се комбинује са 90° преласком пута између слојева, структура колонарних зрна се трансформише у скоро равномерна зрна, елиминишући варијације усмјереног својства. Резултат је 401 МПа чврстоћа излаза, 724 МПа чврстоћа за истезање и 57% продужења надмашујући конвенционални топло ваљан Инконел 625 у комбинацији чврстоће и дјуктилности.
Шта је пребацивање пута за отпечатак и зашто је важно за Инцонел 625?
Прелазак пута штампе окреће правцу депозиције за 90° између узастопних слојева. Ово прекида раст епитаксијалног колонарног зрна који се јавља када су сви слојеви одложени у истом правцу. Поврхност преплављеног претходног слоја пружа нове локације за нуклеацију, промовишући формирање равноаксијских зрна и елиминишући анизотропска механичка својства која производе колонарне микроструктуре.
Како се својства ДЕД Инконел 625 упоређују са традиционално произведеном материјалом?
ДЕД Инконел 625 са оптимизованим 90° прелазом путања постиже производ пластичности-јакости од 41,3 ГПа*% против 32,1 ГПа*% за топло ваљан материјал. То указује на врхунску комбиновану чврстоћу и гнусност. Микроструктура фино зрна развијена током брзог учвршћивања доприноси вредностима својстава које испуњавају или прелазе спецификације кованог материјала широм целокупног комплекса механичких својстава.
Да ли ДЕД Инконел 625 одржава чврстоћу на високим температурама?
Да, ја сам. ДЕД Инконел 625 одржава чврстоћу која превазилази традиционалне легуре од 400 °C до 850 °C. Дуктилност остаје стабилна испод 700 °C, умерено опадајући изнад ове температуре. Материјал прелази од дуктилног до мешаног режима кршења између 600 °C и 850 °C, у складу са очекиванијем понашањем на високим температурама суперлегова на бази никла у овом опсегу услуге.
Да ли су интерфејс између слојева ДЕД слабост у Инконел 625?
Не, не, не. Микроскопска анализа потврђује да се кршење у ДЕД Инконел 625 јавља унутар унутрашњости зрна, а не на интерфејсу између слојева. Не примећује се концентрација стреса на границама слојева. Поново топљење површине претходног слоја током депозиције следећег слоја производи пуну металургијску везу, а интерфејс регије нису структурно различиве од материјала за складиштење.
Да ли се ДЕД Инконел 625 може топлотно обрадити након депозиције?
Да, ја сам. ДЕД Инконел 625 може проћи раствор одгајање и старење третмана у складу са стандардним спецификацијама топлотне обраде легуре. Последепозициона топлотна обрада олакшава остатке напетости од топлотних циклуса током депозиције и може даље хомогенизовати микроструктуру. Специфични циклус топлотне обраде зависи од услова рада олакшање стреса на 870 °C, третман раствором на 980-1,150 °C или пуни раствор и старење за максимална својства на повишеним температурама.