Sut mae superalloy 625 sy'n seiliedig ar nicel yn cyrydu?
Mae gan Superalloy Inconel 625 sy'n seiliedig ar nicel briodweddau mecanyddol rhagorol a gwrthiant cyrydiad ac fe'i defnyddiwyd mewn cymwysiadau allweddol megis diwydiannau awyrofod a morol. Fodd bynnag, mae ei brosesadwyedd gwael a gofynion llwyth anffurfiad plastig uchel bob amser wedi cythryblus gweithgynhyrchwyr. Felly, mae llawer o astudiaethau wedi archwilio gweithgynhyrchu ychwanegion o Inconel 625 i oresgyn y materion hyn. Crynhodd ymchwilwyr o Brifysgol Porto ym Mhortiwgal dechnoleg dyddodiad laser uniongyrchol (DLD) Inconel 625 a'i ddeunyddiau cyfansawdd.
Gostyngodd estyniad gyr IN625 wedi'i gynhesu ar 760 gradd yn annormal, er na roddodd yr awduron unrhyw reswm dros y gostyngiad hwn. Fodd bynnag, gellir priodoli'r gostyngiad sydyn a welwyd yn ehangiad IN625 anffurfiedig i'r gyfradd straen a gymhwyswyd yn y prawf tynnol. Mae rhai awduron yn sôn am yr ymddygiad hwn ar gyfer aloion tebyg a brofwyd ar 600 gradd. Dangosodd sawl awdur arall hefyd yr ymddygiad hwn o briodweddau tynnol yn ystod profion tynnol ar dymheredd tebyg.
Mae gan elfennau hydoddyn sy'n toddi'n uchel (molybdenwm, niobium) gyfernodau trylediad isel yn y matrics nicel; felly, mae eu presenoldeb yn y toddiant solet yn cynyddu cryfder creep yr aloi, tra bod cromiwm, er bod ganddo gyfernod caledu llai, yn meddu ar gyfernod caledu is oherwydd ei bresenoldeb yn IN625. Mae ffracsiwn pwysau uchel yn dal i gyfrannu'n sylweddol at gryfhau datrysiad solet. Mae carbon hefyd yn elfen cryfhau datrysiad solet effeithiol ac yn ffynhonnell cryfhau carbid cynradd ac uwchradd. Mae gan IN625 strwythur grisial ciwbig wyneb-ganolog (FCC) sy'n debyg i uwch-aloiion nicel eraill sy'n gwrthsefyll trawsnewid cyfnod o dymheredd ystafell i'r pwynt toddi. At hynny, mae gan strwythur Cyngor Sir y Fflint gyfradd is o brosesau actifadu thermol sy'n dylanwadu ar y ffenomen dadffurfiad creep. Mae ymwrthedd i ddiraddiad arwyneb allanol a achosir gan ocsidiad a chorydiad thermol yn cael ei reoli'n bennaf gan gromiwm, alwminiwm a thitaniwm. Oherwydd siâp cymhleth y rhan fwyaf o rannau IN625, achosodd gor-beiriannu ynghyd â natur anodd-i-beiriannu'r aloi anawsterau sylweddol yn ystod y broses weithgynhyrchu. Yn ogystal, mae ffurfio IN625 yn gofyn am bŵer uwch yn ystod y broses ffurfio (tua 4 gwaith yn fwy na dur carbon).
Mae gan Forged IN625 briodweddau mecanyddol uchel ar dymheredd ystafell. Fodd bynnag, mae ei briodweddau mecanyddol tymheredd uchel yn ei osod ar wahân i ddur o gryfder cyfatebol. Mae ASTM B443 yn nodi'r gofynion sylfaenol ar gyfer dalen/plât ac mae ASTM B564 yn pennu'r gofynion ar gyfer gofaniadau IN625. Mae ASTM E8 ac ISO 6892 yn ddulliau safonol ar gyfer profi tynnol unixial deunyddiau metelaidd ar dymheredd ystafell, tra bod ASTM E21 ac ISO 6892 yn darparu dulliau ar gyfer profi tynnol metelau ar dymheredd uchel ar gyfer gofannu ac AM IN625. ASTM E292 ac ASTM E740 Dulliau prawf safonol ar gyfer pennu cryfder torri (tymheredd uchel) a chryfder gweddilliol sbesimenau rhicyn o dan lwytho tynnol. Mae'r dulliau prawf uchod yn addas ar gyfer deunyddiau IN625 a weithgynhyrchir yn gonfensiynol ac a weithgynhyrchir yn ychwanegyn. At hynny, yn achos rhai profion (ee, profion yn erbyn ASTM E740), gall profion deunydd AM ddod ar draws rhai cyfyngiadau, megis trwch sbesimen neu geometreg sbesimen.
Dros yr ychydig flynyddoedd diwethaf, bu sawl ymdrech ar AM o'r IN625 gan ddefnyddio DLD. Mae Ffigur 2 yn rhoi trosolwg o'r priodweddau mecanyddol a adroddwyd mewn amrywiol astudiaethau ac mae hefyd yn darparu manylebau perfformiad mecanyddol ar gyfer IN625 a weithgynhyrchir yn gonfensiynol er gwybodaeth. Mae pob eiddo a ddangosir yma heb driniaeth wres ôl-brosesu dilynol.
Mae DLD IN625 yn cwrdd / yn rhagori ar gryfder tynnol eithaf (UTS), cryfder cnwd (YS) ac elongation (%) cynhyrchion IN625 a weithgynhyrchir yn gonfensiynol. Fodd bynnag, mae IN625 a weithgynhyrchir yn ychwanegion yn gyffredinol yn llai hydwyth nag IN625 a weithgynhyrchir yn gonfensiynol, gyda gwerthoedd ehangiad nodweddiadol yn amrywio rhwng 60% a 65%. Mae gan yr adeilad DLD ganrannau uwch o elongation is yn y cyfarwyddiadau UTS, YS, a XY, a chanrannau is o elongation uwch yn y cyfarwyddiadau UTS, YS, a Z. Mae ymddygiad isotropig yn amlwg ym phriodweddau mecanyddol y lluniad DLD. Mae'r rhan fwyaf o adeiladau DLD yn arddangos UTS ac YS o fewn 820-880 MPa a 460-600 MPa, yn y drefn honno, yn y cyfeiriad XY (llorweddol) a 730-840 MPa a 370-510 MPa, yn y drefn honno, yn y Z (adeiladu) cyfeiriad. Mewn astudiaethau diweddar, roedd y gwerthoedd ehangiad a adroddwyd yn amrywio rhwng 29% a 45% yn y cyfeiriad XY a rhwng 40% a 56% yn y cyfeiriad Z (adeiladu). Mae dibyniaeth gyfeiriadol yr eiddo yn cael ei briodoli'n bennaf i'r strwythur colofnol nodweddiadol a gynhyrchir gan y broses DLD, sy'n arwain at newidiadau yn y priodweddau mecanyddol gan gyfeirio at gyfeiriad llwytho tynnol yn ystod profion tynnol. Mae cam Laves yn cael ei ffurfio ar ddiwedd y solidiad ac yn cael ei ddosbarthu rhwng dendritau.
Wrth gymharu priodweddau mecanyddol IN625 trwy Toddi Laser Dewisol (SLM) a Dyddodiad Laser Uniongyrchol (DLD) daethpwyd i'r casgliad, gyda pharamedrau priodol a thriniaeth ôl-wres, fod gan DLD gryfder ac ehangiad gwell o fwy na 40% o'i gymharu â strwythurau SLM. Adroddwyd hefyd bod gan adeiladau DLD hiriad a chryfder cymharol is (tua 30%) a newidiadau llai mewn ehangiad yn y cyfarwyddiadau XY a Z o gymharu ag adeiladau SLM wedi'u trin â gwres gydag ymddygiad anisotropig lleiaf posibl. mawr.
