Badacze badają, jak wytrzymałość na rozciąganie 3D drukowanego Inconel 718 wpływa na szybkość chłodzenia

Ten superstop idealnie nadaje się do drukowania 3D elementów płatowca i silnika odrzutowego, ze względu na wysoką wytrzymałość na rozciąganie, wydajność i właściwości po zerwaniu w wyższych temperaturach. Jest idealny do druku 3D, ponieważ może sprawić, że produkty będą lżejsze i zmniejszyć ilość niezbędnej obróbki, ponieważ mogą wytwarzać części w pobliżu kształtu siatki.

Zespół badawczy opublikował ostatnio artykuł zatytułowany "Stawka chłodzenia wpływ na wytrzymałość na rozciąganie lasera osadzonego w Inconel 718, "w czasopiśmie Procedia Manufacturing. Współautorami są Jennifer L. Bennett, Orion L. Kafka, Haiguang Liao, Sarah J. Wolff, Cheng Yu, Puikei Cheng, Gregory Hyatt z DMG MORI, Kornel Ehmann i Jian Cao.

Streszczenie brzmi: "Historia termiczna generowana przez proces produkcji dodatków wpływa na uzyskane właściwości materiału. Chociaż istnieją tendencje między szybkością krzepnięcia a mikrostrukturą, szybkość krzepnięcia nie jest wystarczająca do przewidzenia ostatecznej mikrostruktury, a więc i właściwości mechanicznych. Celem tego badania jest odniesienie łącznego wpływu czasu krzepnięcia i czasu chłodzenia materiału do ostatecznej ostatecznej wytrzymałości na rozciąganie. Czas chłodzenia zdefiniowano jako czas, od którego ostatnie miejsce przebywania przechodzi przez 1200 ° C, a kiedy osiąga 400 ° C. Dziewięć miejsc na cienkiej ścianie osadzonej laserem IN718 zbadano szczegółowo, aby zrozumieć wpływ szybkości chłodzenia na wytrzymałość na rozciąganie. Próbki rozciągające zostały obrobione w tych miejscach. Historie termiczne interesujących miejsc zostały porównane z geometrią budowy i ostateczną wytrzymałością na rozciąganie tej lokalizacji. Obserwowano odwrotną proporcjonalną zależność między odległością interesującej lokalizacji od podłoża i czasem chłodzenia. Widoczny był również trend łączący podwyższoną temperaturę powierzchni i zwiększony czas krzepnięcia. Ważony czas chłodzenia i krzepnięcia (WCAST) zdefiniowano jako sumę ważonego znormalizowanego czasu krzepnięcia i znormalizowanego czasu chłodzenia. Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie zmniejszyła się wraz ze wzrostem WCAST. Obrazy mikroskopowe mikroskopu budowli potwierdzają, że dłuższe czasy chłodzenia i zestalania się prowadzą do grubszych mikrostruktur, co może powodować obniżenie wytrzymałości na rozciąganie. "

Celem badania Northwestern jest, jak to określa papier, "Odnoszą łączny wpływ czasu krzepnięcia i czasu chłodzenia materiału budowlanego do ostatecznej ostatecznej wytrzymałości na rozciąganie (UTS)." Zespół wykorzystał 5-osiową hybrydęobróbka skrawaniem i narzędzie do drukowania 3D w celu osadzenia cienkiej ścianki, w zygzakowaty wzór, rozpylanego gazem Inconel 718 na podłożu ze stali nierdzewnej.

Podczas procesu osadzania laserowego używana była cyfrowa kamera termowizyjna przechwytują pomiary temperatury plam na ścianie, które badacze uznali za interesujące. W sumie zespół zbadał dziewięć miejsc na cienkiej ścianie Inconel 718, aby lepiej zrozumieć łączny wpływ na wytrzymałość na rozciąganie zarówno z czasu chłodzenia, jak i zestalania. Ustalili, że grubsze mikrostruktury wynikają z dłuższego czasu chłodzenia i zestalania i zaobserwowali trend łączący wyższe temperatury powierzchni ze wzrostem czasu krzepnięcia

W podsumowaniu stwierdzono, że "poprzez zrozumienie warunków termicznych, które powodują określone właściwości mechaniczne, Ścieżka narzędzia może być zaplanowana lub można zastosować kontrolę termiczną w celu utrzymania warunków termicznych w celu wytworzenia elementu o pożądanych właściwościach mechanicznych. Badania te pokazują potencjał stworzenia jednolitych lub gradientowych właściwości mechanicznych poprzez zmienne warunki termiczne. "

Naukowcy napisali, że będą badać powiązania między historią termiczną a optymalizacją końcowych właściwości materiałów deponowanych laserem w dowolnych warunkach. badania, które przeprowadzą w przyszłości.