研究3 d印刷IN625的氧化

查尔姆斯理工大学的研究人员在瑞典和土耳其盖布泽科技大学调查了3 d印刷IN625的氧化。他们的研究结果发表在《华尔街日报》一篇新论文腐蚀科学欧洲杯线上买球。

研究:加法制造的高温氧化行为IN625:微观结构和晶粒尺寸的影响。图片来源:Zyabich / Shutterstock.com

设计材料耐高温和耐腐欧洲杯足球竞彩蚀的应用程序

几个行业包括离岸发电、航空航天工业,制造业需要的材料可以承受高温和腐蚀性环境。欧洲杯足球竞彩以及具有优越的耐腐蚀,材料应用,如喷气发动机、加热炉衬里,固定式燃气涡轮机必须具有良好的蠕变强度。欧洲杯足球竞彩

镍基超合金已被证明是这些材料优越的候选人,优于其他高温和熵值合金,alumina-forming奥氏体,和钴基超合金。欧洲杯足球竞彩这些超合金形成的外部防护层的Cr₂O₃或铝₂o₃组件外表面氧化尺度给他们优越的氧化和耐蚀性。

加法制造在625年是:多维数据集(a),样品的示意图(b)。图片来源:Chyrkin, et al .,腐蚀科学欧洲杯线上买球

IN625

IN625(铬镍铁合金625)是造成镍基合金是在1960年代发展起来的。首先作为一种高强度材料用于蒸汽管道配管、进一步修改IN625改善其可焊性和抗蠕变性。这些修改导致IN718的发展,这是最广泛使用的镍基合金在航空航天工业。

IN625与钼合金生产的镍,铬,和铌,生产金属腐蚀和抗蠕变性的最佳组合。这种合金能承受巨大的温度范围从低温下到1000左右^oC。

制造镍基超合金添加剂制造

加法制造近年来一直在探索生产镍基超合金。与传统制造方法相比,加法制造,否则称为3 d打印技术,为材料制备提供了显著的好处,包括自由的设计,减少了加工和后处理步骤,成本效益,减少废料。欧洲杯足球竞彩

粉床融合是加法制造的一个子集。这些方法采用激光(选择性激光熔化)或电子束(电子束融化)融化和熔丝粉粉床系统。

选择性激光熔化不需要使用真空,给它的一个主要优势电子束融化。此外,这种技术是随着越来越多的材料可以选择更具有通用性,它冷却率高,允许容易粉去除,提供了一个更好的表面光洁欧洲杯足球竞彩度,最重要的是,擅长生产印刷材料的细粒度的微观结构。

加法制造合金印刷的有两个关键特征:定向凝固和快速冷却率。几个参数会影响印刷合金的性质,包括光束大小、激光能量密度,扫描速度、和粉末特征,如形态、粒度分布和纯洁。层厚度可以改变20至100µm。

加法制造过程显著影响合金的微观结构。然而,研究发现了一些相似之处IN625合金产生选择性激光熔化或电子束融化。

近年来,已经有相当多的研究工作对微观结构的影响进行分类的镍基合金在高温下的氧化行为。研究者普遍认为,氧化更快速加法制造合金与传统制造同行相比。

研究还表明,结构各向异性不明显影响氧化动力学。此外,更高的起源在这些合金腐蚀原因还不是很清楚。目前,该领域的研究存在重大缺口加法制造的镍基合金。

SE的照片是在625年,y切割(a, b)和Z-cut。(c, d), AM-HT1 (e), AM-HR (f)。图片来源:Chyrkin, et al .,腐蚀科学欧洲杯线上买球

这项研究

存在一个根本的问题在3 d印刷镍基合金氧化行为。问题是造成的差异是加法制造特定微观结构还是制造过程本身产生较小的印刷合金化学成分的偏差。

帮助回答这个基本问题,作者旨在阐明组织的作用的氧化行为IN625制造与选择性激光熔化。纹理和晶粒尺寸的特定角色的探索研究。

选择性激光melting-manufactured IN625与相同的合金进行热轧,hot-forged和热处理过程。这是保留原始材料的化学成分,但改变其晶粒结构研究合金的微观结构的影响。

研究结果

几个关键的发现发表在《纸。首先,作者表明,粒间氧化形态不受操纵微观结构的影响。其次,氧化动力学的印刷IN625比传统更快速制造的合金在高温900 - 1000^oC。

同时各种热处理和热轧的影响,在某种程度上,整体合金的氧化动力学,校长氧化形态是独立于粒度。作者得出的结论是,加法制造合金的氧化行为更有可能由于合金化学的细微差异。严重的晶间氧化似乎发挥重要作用在较高的氧化动力学加法制造的镍基合金。

疯牛病在热处理氧化尺度的图像是168 h的空气氧化后,于625年在900°C: (a) AM-HT1(退火24小时在1200°C) (b) AM-HT2:(退火对200 h 1100°C)。图片来源:Chyrkin, et al .,腐蚀科学欧洲杯线上买球

这项研究提供了一个重要的贡献的耐高温和耐腐蚀合金加法制造领域。通过分类组织对合金的氧化动力学的影响和行为,作者提供了信息,将有助于研究人员回答有关材料和过程的基本问题和指导未来的研究在这个领域。欧洲杯足球竞彩

进一步的阅读

Chyrkin et al。(2022)加法制造的高温氧化行为IN625:微观结构和晶粒尺寸的影响腐蚀科学欧洲杯线上买球110382(在线,pre-proof] scienc欧洲杯线上买球edirect.com。可以在:https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X22003006?via%3Dihub

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