שיטת מחקר רנטגן להדפסת פלדה חזקה ביותר

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


חוקרים ב-NIST, באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון ובמעבדה הלאומית של Argonne גילו אמצעי להדפסת פלדת אל-חלד 17-4 מתקשות משקעים (PH), כך שהיא תשמור על אותן תכונות כמו הסגסוגת המיוצרת באופן מסורתי. פלדת PH 17-4 מוערכת על ידי תעשיות קריטיות כמו תעופה וחלל, הנדסה גרעינית וימית על עמידותה ועמידותה בפני קורוזיה.

פלדת אל - חלד
תמונה מיקרוסקופית המציגה את הנירוסטה 17-4 המודפסת. הצבעים בתמונה השמאלית מראים כיוונים שונים של גבישים בתוך הסגסוגת. (קרדיט תמונה: NIST)

התגלית התאפשרה הודות לתהליך הדמיית רנטגן המכונה Synchrotron X-Ray Diffusion (XRD), המצריך שימוש במאיץ חלקיקים.

"ב-XRD, קרני רנטגן מקיימות אינטראקציה עם חומר ויהוו אות שהוא כמו טביעת אצבע התואמת למבנה הגבישי הספציפי של החומר", אמרה שותפה לכותבת Lianyi Chen, פרופסור להנדסת מכונות ב-UW-Madison.

"ה-17-4 שלנו אמין וניתן לשחזור, מה שמוריד את המחסום לשימוש מסחרי. אם הם פועלים לפי ההרכב הזה, היצרנים צריכים להיות מסוגלים להדפיס 17-4 מבנים טובים בדיוק כמו חלקים שיוצרו באופן קונבנציונלי."

17-4 PH הוא א מרטנסיטית פלדת אל חלד מוקשה משקעים. מרטנסיטים הם צורה קשה מאוד של מבנה גבישי פלדה שנוצרים על ידי קירור מהיר (כיבוי) של הצורה האוסטניטית של ברזל. יש לשלוט בצורה מושלמת על תנאי הקירור, ובשל הקצב שבו הקירור חייב להתרחש, קשה להפליא לנטר, ומכאן מדוע לא הודפסו עד כה בתלת מימד.

"כשאתה חושב על ייצור תוסף של מתכות, אנחנו בעצם מרתכים מיליוני חלקיקים זעירים אבקתיים למקשה אחת עם מקור חזק כמו לייזר, ממיסים אותם לנוזל ומצננים אותם למוצק", אמר פאן ג'אנג. , פיזיקאי NIST ומחבר שותף של המאמר.

"אבל קצב הקירור גבוה, לפעמים גבוה ממיליון מעלות צלזיוס לשנייה, ומצב חוסר שיווי משקל קיצוני זה יוצר קבוצה של אתגרי מדידה יוצאי דופן."

ה-XRD שימש לירי קרני רנטגן באנרגיה גבוהה על הדגימה במהלך ההדפסה והחוקרים הצליחו לעקוב אחר השינויים בסגסוגת כשהיא מתקררת. הם גם הבחינו ביצירת ננו-חלקיקים מסוימים אשר בייצור מסורתי ידרשו שלבי קירור נוספים לייצור. עם הגרסה המודפסת בתלת מימד, לא היה צורך בשלב זה.

"בקרת קומפוזיציה היא באמת המפתח לסגסוגות להדפסת תלת מימד. על ידי שליטה בהרכב, אנו מסוגלים לשלוט כיצד הוא מתמצק", אמר ג'אנג.

"הראינו גם שבטווח רחב של קצבי קירור, נניח בין 1,000 ל-10 מיליון מעלות צלזיוס לשנייה, ההרכבים שלנו מביאים באופן עקבי לפלדה מרטנסיטית 17-4 PH לחלוטין."

שימוש ב-XRD כדי לפקח על התהליך יכול להיות יישומים עבור סגסוגות אחרות, לא רק פלדה. אבל לעת עתה, החוקרים אומרים שבאמצעות הדפסת ה-17-4 PH הם מורידים למעשה את מחסום העלות לכניסה עבור גופים מסחריים המעוניינים להשתמש בפלדה.

בנוסף, ניתן להשתמש בתוצאות מסריקות ה-XRD כדי להגביר את הדיוק והדיוק של מודלים ממוחשבים להדמיית תהליך סגסוגת AM.

אתה יכול לקרוא את עבודת המחקר, שכותרתה "דינמיקת טרנספורמציה שלבים מונחית פיתוח סגסוגת לייצור תוסף", בכתב העת Additive Manufacturing, בקישור הזה.



קישור לכתבת המקור – 2022-09-25 13:00:35

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר