Har delene brug for forbedring af varmebehandling, efter at udskrivningen er afsluttet?

一, teknisk princip: Hvordan varmebehandling ændrer mikrostruktur og ydeevne for trykte dele
Den særlige måde, hvorpå 3D -trykte genstande er lavet, er det, der forårsager deres præstationsproblemer. For eksempel, med metal laserpulverbed smeltning (L - PBF) -teknikken, scanner laserstrålen hurtigt pulverbedet, hvilket får materialet til at gennemgå alvorlige temperaturcyklusser med smeltning og størkning. Dette fører til følgende problemer:
Akkumulering af resterende stress: Den hurtige afkøling skaber en temperaturgradient, der lægger trækspænding fra delen. Dette kan medføre, at det bøjes eller endda knuses.
Mikrostrukturdefekter: Små liggende korn har en masse dislokationer og porer, hvilket gør det materielle svagere og mindre robuste.
Performance Anisotropy: styrken af ​​forbindelsen mellem lag er lavere end materialet selv, som forkorter delens træthedsliv.
Ved at styre ting som temperatur, tid og miljø styrer varmebehandling omhyggeligt mikrostrukturen af ​​trykte genstande. Den specifikke mekanisme består af:
Udglødning for at lindre stress: isolering under materialets omkrystallisationstemperatur for at lade resterende spænding ud gennem krybmekanismen. For eksempel, hvis du anneale luftfartsmotorblader ved 650 grad efter udskrivning, kan du sænke resterende stress med mere end 80% og holde deformation inden for 0,1 mm.
Kornvækst og omkrystallisation: Ved hjælp af retningsbestemt omkrystallisationsteknologi omdannes små korn til søjlefrøer, der stemmer overens med den vigtigste spændingsakse. Dette gør materialet langt mere modstandsdygtigt over for krybning. I nikkel - baseret høj - temperaturlegeringsudskrivning trak MIT -teamet med en hastighed på 2,5 mm/t over en varm zone på 1235 grad. Dette øgede kornstørrelsen med tre størrelsesordener og reducerede krybningshastigheden i halvdelen.
Hot isostatisk presning (HIP) er en fortætningsbehandling, der slipper af med indvendige porer ved at ændre formen på materialet under højt tryk (100-150 MPa) og høje temperaturer (1000–1200 grad). Siemens energi skar porøsiteten af ​​gasturbineblade fra 0,8% til 0,02% og tredoblet deres træthedsliv efter hoftebehandling.
2, efterspørgsel i branchen: Høj - Endefremstilling er meget afhængig af forbedring af varmebehandlingen.
1. I rumfartsfeltet er der to problemer: ydeevne og vægt.
Turbineblade i flysmotorer skal være i stand til at håndtere en stress på over 100MPa ved en temperatur på 1300 grader. Traditionelle støbeblader bruger rettet størkningsteknologi til at justere kornorienteringen . 3 d trykte klinger på den anden side skal være varmebehandlet for at gøre det samme. Ge brugte L - PBF -teknologi til at udskrive springmotorens brændstofdyse. Dette optimerer udfældningen af ​​'fase gennem solid opløsning og aldringsbehandling, der skærer vægten med 25% og hæver temperaturmodstanden til 1100 grad.
2. Felt på energiudstyr: pålidelighedsstandarder under meget barske forhold
I mere end 20 år skal varmeoverførselsrørene af dampgeneratoren i ultra superkritiske termiske effektenheder fungere ved 620 grader og 31 MPa. For at fikse oxidfilmen og ufuldstændige fusionsfejl mellem de trykte lag, skal de 3D -trykte stykker opvarmes. En lokal virksomhed bruger vakuumglødning og overfladealuminiumsinfiltrationsbehandling til at fremstille GH1333 -legeringsvarmeoverførselsrør, der er stærke nok til at overskride reglerne om atomkraftsikkerhed (120MPA).
3. inden for medicinske implantater skal der være en balance mellem biokompatibilitet og mekanisk kompatibilitet.
For at minimere stressafskærmningseffekter skal titanlegering ortopædiske implantater have den rigtige blanding af styrke og elastisk modul. Den elastiske modul af 3D -trykt hofteledesprotese kan sænkes fra 110 GPa til 80GPa ved at kontrollere det + bifasiske væv med varmebehandling. Dette er tættere på den elastiske modul af human kortikal knogle (10-30GPa).
3, et almindeligt eksempel: Brug af varmebehandling til at forbedre industrialiseringen
Eksempel 1: Brug af gasturbineblade i industrien
Siemens Energy anvender L - PBF-teknologi til at udskrive SGT-8000H gasturbineblade. De anvender følgende varmebehandlingsmetoder for at forbedre ydelsen:
Løsningsbehandling: Vedligehold ved 1150 grader i 4 timer for at opløse 'fasen og lindre resterende udskrivningsspænding.
Tidsbehandling: Hold i 850 grader i 16 timer for at lave en matrix med Nano - skala 'fase.
HIP -behandling: fortætning ved 1200 grader /150 MPa for at slippe af med mangler inde.
Efter testning steg de behandlede klinger 'høje - temperaturens udholdenhedsstyrke med 40%, og deres krybningshastighed faldt med 60%. De bestod den 5000-timers ækvivalente livstest.
Sag 2: Kontrol af ydeevne for klædningsrørene for atomreaktorer
Det kinesiske Academy of Sciences 'Institute of Metal Research har gjort 3D - trykt GH1333 -legeringsbeklædningsrør, der opfylder behovene hos hurtige reaktorer, der bruger natrium til at afkøle dem.
Omkrystallisation i en bestemt retning: For at fremstille en søjle -krystalstruktur skal du gå gennem en opvarmet zone ved 1250 grader med en hastighed på 5 mm/min.
Oxidationsbeskyttelsesbelægning: Efter varmebehandling spray CR3C2 NICR -belægning. Dette sænker oxidationsresistensraten med 90% i et dampmiljø ved 600 grader.
Anti -hævelsesydelsen af ​​beklædningsrøret under simulerede ulykkesforhold øges med 20% sammenlignet med typiske ekstruderede rør, hvilket giver essentiel teknologisk støtte til lokaliseringen af ​​fjerde generation af atomkraftudstyr.