Bagaimanakah superalloy 625 berasaskan nikel menghakis?
Superalloy berasaskan nikel Inconel 625 mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisan dan telah digunakan dalam aplikasi utama seperti industri aeroangkasa dan marin. Walau bagaimanapun, kebolehprosesannya yang lemah dan keperluan beban ubah bentuk plastik yang tinggi sentiasa merisaukan pengeluar. Oleh itu, banyak kajian telah meneroka pembuatan aditif Inconel 625 untuk mengatasi isu ini. Penyelidik dari Universiti Porto di Portugal meringkaskan teknologi pemendapan laser langsung (DLD) Inconel 625 dan bahan kompositnya.
Pemanjangan IN625 tempa yang dipanaskan pada 760 darjah menurun secara tidak normal, walaupun penulis tidak memberikan sebarang sebab untuk penurunan ini. Walau bagaimanapun, penurunan mendadak dalam pemanjangan IN625 yang cacat boleh dikaitkan dengan kadar terikan yang digunakan dalam ujian tegangan. Sesetengah pengarang menyebut tingkah laku ini untuk aloi serupa yang diuji pada 600 darjah. Beberapa pengarang lain juga menunjukkan tingkah laku sifat tegangan ini semasa ujian tegangan pada suhu yang sama.
Unsur terlarut lebur tinggi (molibdenum, niobium) mempunyai pekali resapan yang rendah dalam matriks nikel; oleh itu, kehadirannya dalam larutan pepejal meningkatkan kekuatan rayapan aloi, manakala kromium, walaupun mempunyai pekali pengerasan yang lebih kecil, mempunyai pekali pengerasan yang lebih rendah kerana kehadirannya dalam IN625. Pecahan berat tinggi masih menyumbang dengan ketara kepada pengukuhan larutan pepejal. Karbon juga merupakan elemen pengukuhan larutan pepejal yang berkesan dan sumber pengukuhan karbida primer dan sekunder. IN625 mempunyai struktur hablur padu berpusat muka (FCC) serupa dengan aloi super berasaskan nikel lain yang menentang peralihan fasa dari suhu bilik ke takat lebur. Tambahan pula, struktur FCC mempunyai kadar proses pengaktifan haba yang lebih rendah yang mempengaruhi fenomena ubah bentuk rayapan. Rintangan terhadap degradasi permukaan luaran yang disebabkan oleh pengoksidaan dan kakisan haba dikawal terutamanya oleh kromium, aluminium dan titanium. Disebabkan bentuk kompleks kebanyakan bahagian IN625, pemesinan berlebihan ditambah dengan sifat aloi yang sukar dimesin menyebabkan kesukaran yang besar semasa proses pembuatan. Selain itu, pembentukan IN625 memerlukan kuasa yang lebih tinggi semasa proses pembentukan (kira-kira 4 kali ganda daripada keluli karbon).
IN625 palsu mempunyai sifat mekanikal yang tinggi pada suhu bilik. Walau bagaimanapun, sifat mekanikal suhu tingginya membezakannya daripada keluli kekuatan yang setara. ASTM B443 menentukan keperluan minimum untuk helaian/plat dan ASTM B564 menentukan keperluan untuk penempaan IN625. ASTM E8 dan ISO 6892 ialah kaedah standard untuk ujian tegangan uniaksial bahan logam pada suhu bilik, manakala ASTM E21 dan ISO 6892 menyediakan kaedah untuk ujian tegangan logam pada suhu tinggi untuk penempaan dan AM IN625. Kaedah ujian standard ASTM E292 dan ASTM E740 untuk menentukan kekuatan pecah (suhu tinggi) dan kekuatan sisa spesimen bertakuk di bawah beban tegangan. Kaedah ujian di atas sesuai untuk kedua-dua bahan IN625 yang dikeluarkan secara konvensional dan bahan tambahan. Tambahan pula, dalam kes ujian tertentu (cth, ujian terhadap ASTM E740), ujian bahan AM mungkin menghadapi had tertentu, seperti ketebalan spesimen atau geometri spesimen.
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat beberapa usaha pada AM IN625 menggunakan DLD. Rajah 2 memberikan gambaran keseluruhan sifat mekanikal yang dilaporkan dalam pelbagai kajian dan juga menyediakan spesifikasi prestasi mekanikal untuk IN625 yang dikeluarkan secara konvensional sebagai rujukan. Semua sifat yang ditunjukkan di sini adalah tanpa rawatan haba pasca pemprosesan berikutnya.
DLD IN625 memenuhi/melebihi kekuatan tegangan muktamad (UTS), kekuatan hasil (YS) dan pemanjangan (%) produk IN625 yang dikeluarkan secara konvensional. Walau bagaimanapun, IN625 yang dihasilkan secara tambahan biasanya kurang mulur berbanding IN625 yang dikeluarkan secara konvensional, dengan nilai pemanjangan biasa antara 60% dan 65%. Binaan DLD mempunyai peratusan pemanjangan yang lebih rendah dalam arah UTS, YS dan XY yang lebih tinggi serta peratusan pemanjangan yang lebih rendah dalam arah UTS, YS dan Z. Tingkah laku isotropik terbukti dalam sifat mekanikal binaan DLD. Kebanyakan binaan DLD mempamerkan UTS dan YS dalam 820-880 MPa dan 460-600 MPa, masing-masing, dalam arah XY (mendatar) dan 730-840 MPa dan 370-510 MPa, masing-masing, dalam Z (membina) arah. Dalam kajian terbaru, nilai pemanjangan yang dilaporkan adalah antara 29% dan 45% dalam arah XY dan antara 40% dan 56% dalam arah Z (bina). Kebergantungan arah sifat terutamanya dikaitkan dengan struktur kolumnar ciri yang dihasilkan oleh proses DLD, yang mengakibatkan perubahan dalam sifat mekanikal dengan merujuk kepada arah beban tegangan semasa ujian tegangan. Fasa Laves terbentuk pada akhir pemejalan dan diedarkan antara dendrit.
Membandingkan sifat mekanikal IN625 oleh Peleburan Laser Terpilih (SLM) dan Pemendapan Laser Terus (DLD) disimpulkan bahawa dengan parameter yang sesuai dan rawatan selepas haba, DLD mempunyai kekuatan dan pemanjangan yang lebih baik melebihi 40% berbanding struktur SLM . Ia juga telah dilaporkan bahawa binaan DLD mempunyai pemanjangan dan kekuatan yang agak rendah (kira-kira 30%) dan perubahan yang lebih kecil dalam pemanjangan dalam arah XY dan Z berbanding binaan SLM yang dirawat haba dengan tingkah laku anisotropik yang minimum. besar.
