I gcomparáid le sil-leagan fuinnimh treo, is lú staidéar a rinneadh ar leá léasair roghnach maidir le déantúsaíocht ábhar atá grádaithe go feidhmiúil, agus níl an fhuinneog iar-phróiseála soiléir fós.
Bhain ár dtaighdeoirí úsáid as teicneolaíocht SLM chun ábhair 316L/IN718 a bhí grádaithe go feidhmiúil a ullmhú agus rinne siad meastóireacht chórasach ar éifeachtaí próisis ionadaíocha cóireála teasa ar éabhlóid chéim agus airíonna teanntachta.
Ullmhúchán 1.SLM d'ábhair 316L/IN718 atá grádaithe go feidhmiúil
Próiseas cóireála 2.Heat
Bunaithe ar an anailís ar an bhfigiúr thuas, ceapadh scéim cóireála teasa grádáin. Roghnaíodh dhá theocht réitigh: 980 céim (faoi bhun an teocht réitigh) agus 1040 céim (os cionn an teocht réitigh), in éineacht le dhá straitéis ag dul in aois: ag dul in aois aonair ag 720 céim agus ag dul in aois dúbailte ag 720 céim + 620 céim . Bunaithe ar seo, cuireadh cúig thacar de thurgnaimh rialaithe ar bun:
Grúpa AD (stát taiscthe): coinnithe ina staid ullmhúcháin bhunaidh;
Grúpa HT1: cóireáil réiteach 1040 céim ar feadh 1 uair an chloig (múchadh uisce) + 720 céim amháin ag dul in aois ar feadh 8 uair an chloig (fuaraithe aeir);
Grúpa HT2: Cóireáil réiteach 1040 céim ar feadh 1 uair an chloig (múchadh uisce) + 720 céim ag dul in aois ar feadh 8 n-uaire agus ina dhiaidh sin 620 céim ag dul in aois ar feadh 8 uair an chloig (fuaraithe foirnéise);
Grúpa HT3: cóireáil réiteach 980 céim ar feadh 1 uair an chloig (múchadh uisce) + 720 céim amháin ag dul in aois ar feadh 8 uair an chloig (fuaraithe aeir);
Grúpa HT4: Cóireáil réiteach 980 céim ar feadh 1 uair an chloig (múchadh uisce) + 720 céim ag dul in aois ar feadh 8 n-uaire agus ina dhiaidh sin 620 céim ag dul in aois ar feadh 8 uair an chloig (fuaraithe foirnéise).
Claochlú 3.Phase tar éis cóireála teasa
Cúig thacar de phatrúin díraonta X-gatha (XRD) san eitleán Y-Z faoi choinníollacha cóireála teasa éagsúla, agus clúdaíonn na réimsí tástála: réigiún 1 (ábhar IN718 70-100%), réigiún 2 (ábhar IN718 40-70%), agus réigiún 3 (ábhar IN718 0-30%).
Níor léirigh na buaic-déine díraonta faoi na cúig choinníoll cóireála teasa difríochtaí suntasacha; ba é frithchaitheamh Bragg den chéim austenític-go háirithe na beanna láidre (111) agus (200) den struchtúr ciúbach lárnaithe (FCC)-an ceannasach ar an bpatrún díraonta.
Sa sampla cóireáilte HT1-ó réigiún 1, bhí déine buaicphointí (111) agus (220) níos airde ná iad siúd sa stát taiscthe (AD). Ina theannta sin, léirigh gach grúpa teaschóireáilte buaic díraonta (311), rud a léiríonn gur foirmíodh céim athneartaithe breise tar éis cóireála teasa.
Faoi choinníollacha HT1, tá na beanna díraonta i réigiún 2 níos leithne agus tá déine níos ísle acu, rud a thugann le tuiscint go bhfuil cobhsaíocht na céime sa réigiún seo níos laige.
I réigiún 3, cuireadh go mór le déine na buaicphointe (111) sa sampla cóireáilte HT3-. Go háirithe, braitheadh céimeanna treisithe ' agus " i bpatrún XRD de réigiún 1. Ní chabhródh fuarú tapa le linn ullmhúcháin SLM ard-thréchur le deascadh na gcéimeanna 'agus", cé go soláthraíonn cóireáil teasa dóthain ama le haghaidh deascadh na gcéimeanna neartaithe seo, a mhíníonn an méadú ar dhéine (200) agus (220) an eitleáin chriostail (200) agus (220)) buaiceanna teasa agus láithris na cóireála (3).
Tar éis cóireála teasa le HT2 agus HT4, (311) braitheadh beanna díraonta de na céimeanna 'agus" freisin i bpatrúin XRD. Mar sin féin, i gcomparáid leis na buaiceanna díraonta (311) tar éis cóireála réitigh agus aosú aonair, bhí na buaiceanna díraonta tar éis dul in aois dúbailte níos déine, rud a léiríonn gur chuir an próiseas aosaithe dúbailte tuilleadh chun cinn foirmiú na gcéimeanna aosaithe agus "." Bhí déine buaic díraonta na céime treisithe suntasach go háirithe faoi choinníoll cóireála HT2, rud a léiríonn gur chuir an chóireáil teasa seo chun cinn deascadh céimeanna níos mó 'agus ". Táthar ag súil go mbeidh tionchar dearfach ag éifeacht deascadh na céime neartú ar airíonna meicniúla an stáit cóireáilte HT2. Mar sin féin, níor athraigh treoshuíomh criostail an phríomh-bhuaic (111) go mór an treoshuíomh teasa, rud a léirigh nach raibh an treoshuíomh teasa ag athrú go mór, rud a léirigh nach raibh an treoshuíomh teasa ag athrú go suntasach 316L/IN718 ábhar atá grádaithe go feidhmiúil.
4.Microstructure tar éis cóireála teasa
Faoi choinníollacha sil-leagan (AD), tá céimeanna fada-laves slabhracha i réigiún 1. Mar gheall ar an ardchion IN718 sa réigiún seo, deascann cuid mhór de phas saibhir Nb sa réigiún idirghráinneach, le comhdhéanamh (Ni, Fe, Cr)2(Nb, Mo, Ti). Faoi chóireáil HT1, déantar an chuid is mó de chéim Laves a dhíscaoileadh agus a bhriseadh, agus athraíonn an chéim iarmharach ina mhoirfeolaíocht ghráinneach. I gcóireáil HT3, athraíonn céim Laves go foirm ghráinneach freisin trí phróiseas tuaslagtha, in éineacht le deascadh snáthaidí -like/rod-cosúil le δ-phasanna Ni3Nb. Tugann sé seo le fios go ndearna samplaí HT1 agus HT3 araon deighilt idirleata ionduchtaithe ar dhúile (Ni, Nb, C, Mo) i réigiún 1, feiniméan atá comhsheasmhach le torthaí tomhais dáilte staitistiúla in -situ de mhiotail i sil-leagan agus teas-shamplaí cóireáilte ag baint úsáide as -samplaí ardtaifigh X-speictream micrea-bhíoma {{{20} {{20} - micribhíoma X-speictream.
Deimhníonn torthaí anailíse ilscála gur féidir leas iomlán a bhaint as neart agus plaisteacht na n-ábhar grádáin trí thuaslagthacht chéim Laves a rialú trí theocht an réitigh agus mhoirfeolaíocht na céime δ-Ni3Nb a rialú trí am aosaithe. Soláthraíonn sé seo treoirphrionsabail innealtóireachta eochairchéime chun próisis cóireála teasa grádáin nua a fhorbairt.
Nochtann éabhlóid microstructure Réigiún 3 faoi réimis cóireála teasa éagsúla na cinéitic claochlaithe céime tiomáinte ag éifeacht cúplála grádán comhdhéanamh agus stair teirmeach. Déantar achoimre ar mheicníocht éabhlóid microstructure trasscála an réigiúin seo, agus bunaítear an mheicníocht comhghaolmhaireachta idir cóireáil teasa, innealtóireacht teorann gráin, agus airíonna meicniúla. Faoi choinníollacha sil-leagan (AD), leanann an réigiún ceannasach 316L (Cr/Ni=1.82) cosán soladaithe dé-phas ferrite, rud a chruthaíonn struchtúr dínríteach ceallacha. Tar éis cóireála teasa HT1, laghdaítear an cóimheas Cr/Ni go 1.35. Cothaíonn an claochlú comhdhéanaimh seo an cosán soladaithe ó chéim fheirrite go dtí struchtúr aonchéime lán-austenític, rud a laghdóidh go mór an t-ábhar ferrite idirindíreach. Deimhníonn sainaithint céime an claochlú seo: is éard atá i gcéim an FCC ná -maitrís austenític, is í an chéim BCC ná δ-ferrite, agus comhfhreagraíonn Ni3Al do chéim an deascáin. Tá austenít is mó i Réigiún 3, ina bhfuil méid beag de ferrite scaipthe. Ba iad na codáin toirte de ferrite arna dtomhas ag anailís chainníochtúil íomhá ná 3.5% (AD), 0.7% (HT1), 0.2% (HT2), 1.5% (HT3), agus 0.8% (HT4), faoi seach, ag deimhniú go raibh an t-ábhar ferrite i ngach stát cóireála teasa níos ísle ná mar a bhí sa stát taiscthe.
Cothaíonn nochtadh teasa iarshuímh athchriostalú statach, as a dtagann garbhú gránach agus laghdaítear spásáil dendrite go suntasach. Tá éifeacht sineirgisteacha an ghrádáin chomhdhéanaimh suntasach freisin: feadh an treo foirmithe (méadú ar ábhar IN718 ó 0 go 100 wt%), mar gheall ar an laghdú ar an ráta fuaraithe áitiúil, cothaítear garbhú céimneach na n-arm dendrite. Tá an sampla taiscthe i réigiún 3 tréithrithe ag gráinní míne cothromaithe, agus méideanna grán níos lú fós (~8.4 μm) ag bun an linn leá mar gheall ar leá léasair. I gcodarsnacht leis sin, léiríonn na samplaí cóireáilte teasa dáileadh méid gránach níos aonfhoirmí, ach tarlaíonn garbhú gráin i réigiún 3 tar éis cóireála teasa-is iad na meánmhéideanna grán de shamplaí HT1 agus HT3 ná 10.40 μm agus 11.64 μm, faoi seach. Tá an garbhú seo curtha i leith go príomha le héifeacht sineirgisteacha carnadh teasa agus ráta fuaraithe: tá réigiún 3 suite ag bun an ábhair grádáin, rud a fhágann go mbíonn carnadh teasa níos lú le linn an phróisis SLM ardfhuinnimh agus gráin tosaigh níos míne; agus soláthraíonn an próiseas fuaraithe mall tar éis cóireála teasa sil-leagan dóthain ama le haghaidh fás gráin. Ina theannta sin, tá criostail columnar leanúnach sa sampla a théann isteach i sraitheanna iolracha. Mar gheall ar shaintréithe soladú treorach tapa an phróisis SLM, is gnách go mbíonn treo an fháis gráin comhsheasmhach le treo an ghrádán teocht uasta (ie, ingearach le bun an linn leáite).
Laghdaíonn cóireáil réitigh neart uigeachta go suntasach agus feabhsaíonn sé aonfhoirmeacht, le HT2 ag taispeáint an éifeacht is suntasaí: cuireann cóireáil réitigh 1040 céim in éineacht le haosú dúbailte i bhfeidhm foirmiú teorann subgran, ag méadú céatadán na dteorainneacha gráin uillinn bheaga (LAGBanna) go 39.1% (an líon is airde i measc na cóireálacha teasa). Feabhsaíonn sé seo go mór cumas dífhoirmithe comhordaithe ilscála an struchtúir grádáin agus cuireann sé iompraíocht iseatrópach chun cinn.
Laghdaíonn cóireáil teasa tar éis réitigh go suntasach an strus iarmharach agus cuireann sé díscaoileadh suntasach ar chéim Laves chun cinn (méadaíonn leibhéal an tuaslagtha go monotonach le teocht an tuaslagáin); ard-tréchur Déanann SLM an micreastruchtúr a chuirtear i dtaisce a bheachtú mar gheall ar a ráta ard fuaraithe, ach cruthaíonn cóireáil teasa ina dhiaidh sin garbhús suntasach ar ghráin. Go háirithe, fanann méid beag de phas δ-Ni3Nb tar éis cóireála réitigh ag 980 céim , rud a léiríonn go bhfuil an teocht seo faoi bhun na líne tuaslagáin phas δ-Ni3Nb.
Airíonna 5.Tensile
Bhí briste teanntachta beagnach iomlán comhchruinnithe sa chrios trasdula comhdhéanaimh idir na réigiúin 30% IN718 + 70% 316L agus 40% IN718 + 60% 316L, áit a raibh deighilt eiliminteach ba shuntasaí. Tharla an t-aon eisceacht sa stát cóireáilte teasa HT2, nuair a thosaigh bristeadh ag an réigiún 50% 316L + 50% IN718 agus bhí muiníl shuntasach ag gabháil leis. Léiríonn na torthaí seo go cainníochtúil gurb iad éagsúlachtaí grádán comhdhéanaimh is mó atá in acmhainn iompair ualaigh 316L/IN718 ábhar atá grádaithe go feidhmiúil (FGManna).
Nuair a bhíonn an teocht réitigh 1040 céim, feabhsaítear neart agus plaisteacht an ábhair. Faoi chóireáil aonair aosaithe, feabhsaítear go suntasach le próiseas HT1 neart na n-ábhar grádaithe feidhmiúil 316L/IN718 (FGManna) níos fearr ná HT2, le héifeacht neartaithe de 6.58%. Léirigh an sampla cóireáilte le HT2 an méadú is suntasaí ar fadú ag teocht an réitigh 1040 céim, le méadú de thart ar 62.99%.Léiríonn na torthaí seo, ag an teocht réitigh 1040 céim, go bhfuil aosú aonair níos mó a chabhródh le feabhsú neart, agus go bhfuil aosú dúbailte níos mó a chabhródh le feabhas a chur ar phlaisteacht.
Nuair a thiteann an teocht cóireála réitigh go 980 céim, méadaíonn an neart ábhar (níos airde le dul in aois dúbailte agus níos fearr le dul in aois aonair), ach laghdaítear an plasticity i gcomparáid leis an stát taiscthe.Léiríonn an feabhas comhcheangailte ar neart agus ar phlaisteacht gurb é HT2 an chóireáil teasa is fearr d'ábhair 316L/IN718 atá grádaithe go feidhmiúil.
6.mar fhocal scoir
(1) Is é teocht an réitigh ceannas ar chonair éabhlóid na céime, agus is beag an éifeacht a bhaineann le dul in aois. Is féidir le teocht tuaslagáin níos mó ná nó cothrom le 1040 céim an chéim Laves a thuaslagadh go suntasach agus bac a chur ar fhoirmiú na céime δ-Ni3Nb, rud a scaoileann eilimintí Nb le haghaidh deascadh na céime neartú ″/ ′ ina dhiaidh sin, ag soláthar réamhriachtanas riachtanach chun cothromaíocht mhaith a fháil idir neart agus plaisteacht.
(2)Ceadaíonn modhanna aosaithe do neart-rialú plaisteacht. Is féidir le haosú dúbailte tar éis cóireála réitigh ag 1040 céim méadú thart ar 30% ar phlaisteacht gan an neart a íobairt, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir ard-plaisteachachta. Os a choinne sin, tarlaíonn cóireáil tuaslagáin ag 980 céim ar fhrasú na snáthaide-cosúil le δ-pasanna Ni3Nb feadh teorainneacha gránach; mar thoradh air seo tagann laghdú suntasach ar phlaisteacht faoin aosú singil agus faoi aosú dúbailte, agus mar sin ní mholtar é ach amháin i gcás feidhmchláir ina bhfuil ceannasacht -teocht mheánach.
(3)Éilíonn comhpháirteanna grádáin straitéis "aonchineálú teochta ard" agus straitéis aosaithe teocht íseal ina dhiaidh sin. Tá an réigiún saibhrithe IN718 féin saibhir i n-eilimintí Nb agus Mo, rud a éilíonn cóireáil réamhréitigh ag céim níos mó ná nó cothrom le 1040; seachas sin, cruthóidh -aosú teocht íseal ina dhiaidh sin snáthaid leanúnach-cosúil le δ-líonra pas Ni3Nb, rud a fhágann go gcaillfear déine teocht an tseomra níos mó ná nó cothrom le 40%. Is féidir leis an seicheamh cóireála seo feidhmiú mar phrionsabal dearadh ginearálta don chóireáil teasa tar éis leá léasair roghnach (SLM) ábhair chomhchosúla atá grádaithe go feidhmiúil (FGManna).
(4)Ba cheart go leanfadh tréithriú na n-ábhar grádáin próiseas lúb dúnta trí chéim: Ar an gcéad dul síos, déantar réamhscagadh teanntachta macrascópach chun difríochtaí idir baisceanna agus baisceanna a shainaithint; sa dara háit, déantar léarscáileanna dáilte allamuigh struis ε(x) a bhreacadh ag baint úsáide as teicneolaíocht iomlán comhghaolaithe íomhá digiteach (DIC), agus faightear caidreamh comhréire struis áitiúil trí thástáil mheicniúil ar scála micrea/nana{-; ar deireadh, déantar an tsamhail chomhdhéanach grádán atá leabaithe le hanailís eiliminte críochta (FEA) a chalabrú. Is féidir leis an slabhra fíoraithe seo an freagra iomlán a dhíchúpláil isteach i luachanna incheadaithe deartha atá réitithe go spásúil, rud a chumasaíonn mionchoigeartú an phróisis agus measúnú ar iontaofacht na seirbhíse.
