Hebben de onderdelen verbetering van warmtebehandeling nodig nadat het afdrukken is voltooid?

一, Technisch principe: hoe warmtebehandeling de microstructuur en prestaties van gedrukte onderdelen verandert
De specifieke manier waarop 3D -geprinte items worden gemaakt, is wat hun prestatieproblemen veroorzaakt. Met de metalen laserpoederbed smelten bijvoorbeeld (L - PBF) techniek, scant de laserstraal snel het poederbed, waardoor het materiaal door ernstige temperatuurcycli van smelten en stolling wordt doorlopen. Dit leidt tot de volgende problemen:
Accumulatie van restspanning: de snelle koeling creëert een temperatuurgradiënt die trekspanning op het onderdeel brengt. Dit kan ertoe leiden dat het buigt of zelfs verbrijzelt.
Microstructuurdefecten: kleine gelijkwaardig korrels hebben veel dislocaties en poriën, die het materiaal zwakker en minder robuust maken.
Prestatie -anisotropie: de sterkte van het verband tussen lagen is lager dan die van het materiaal zelf, dat de vermoeidheidsleven van de onderdelen verkort.
Door dingen te beheren zoals temperatuur, tijd en omgeving, regelt warmtebehandeling zorgvuldig de microstructuur van gedrukte items. Het specifieke mechanisme bestaat uit:
Gloei om stress te verlichten: isolatie onder de herkristallisatietemperatuur van het materiaal om de restspanning door het kruipmechanisme te laten naar buiten. Als u bijvoorbeeld de luchtvaartmotorbladen na het afdrukken drijft, kunt u de restspanning met meer dan 80% verlagen en vervorming binnen 0,1 mm behouden.
Graangroei en herkristallisatie: met behulp van directionele herkristallisatietechnologie worden kleine korrels omgezet in kolomvormige kristallen die in lijn zijn met de hoofdspanningas. Dit maakt het materiaal veel beter bestand tegen kruip. In nikkel - gebaseerde hoog - temperatuurlegering printen, trok het MIT -team met een snelheid van 2,5 mm/u over een hete zone van 1235 graden. Dit verhoogde de korrelgrootte met drie ordes van grootte en verlaagde de kruipsnelheid in de helft.
Hot isostatisch persen (HIP) is een verdichtingsbehandeling die de binnenporiën verwijdert door de vorm van het materiaal onder hoge druk (100-150 MPa) en hoge temperaturen (1000-1200 graden) te veranderen. Siemens -energie verlaagde de porositeit van gasturbinebladen van 0,8% tot 0,02% en verdrievoudigde hun vermoeidheidsleven na heupbehandeling.
2, vraag in de industrie: hoge - eindproductie is zeer afhankelijk van verbetering van de warmtebehandeling.
1. In het ruimtevaartveld zijn er twee problemen: prestaties en gewicht.
Turbinebladen in vliegtuigmotoren moeten in staat zijn om een ​​stress van meer dan 100MPa bij een temperatuur van 1300 graden aan te kunnen. Traditionele gegoten bladen gebruiken gerichte stollingstechnologie om de korreloriëntatie aan te passen . 3 D geprinte messen, aan de andere kant, moeten worden behandeld om hetzelfde te doen. GE gebruikte L - PBF -technologie om het LEAP -motorbrandstofmondstuk af te drukken. Dit optimaliseert de neerslag van 'fase door vaste oplossing en verouderingsbehandeling, die het gewicht met 25% verlaagt en de temperatuurweerstand tot 1100 graden verhoogt.
2. Veld voor energieapparatuur: betrouwbaarheidsnormen in zeer harde omstandigheden
Gedurende meer dan 20 jaar moeten de warmteoverdrachtsbuizen van de stoomgenerator in ultra superkritische thermische vermogenseenheden werken op 620 graden en 31 MPa. Om de oxidefilm en onvolledige fusiefouten tussen de gedrukte lagen te repareren, moeten de 3D -geprinte stukken worden verwarmd. Een lokaal bedrijf maakt gebruik van vacuüm gloeien en infiltratiebehandeling voor oppervlaktealuminium om GH1333 -legeringwarmteoverdrachtsbuizen te maken die sterk genoeg zijn om de veiligheidsvoorschriften van de kernkracht (120 MPa) te overschrijden.
3. Op het gebied van medische implantaten moet er een evenwicht zijn tussen biocompatibiliteit en mechanische compatibiliteit.
Om stressafschermingseffecten te minimaliseren, moeten orthopedische implantaten van titaniumlegering de juiste mix van sterkte en elastische modulus hebben. De elastische modulus van 3D -geprinte heupgewricht prothese kan worden verlaagd van 110 GPa tot 80 GPa door het + bifasische weefsel te regelen met warmtebehandeling. Dit is dichter bij de elastische modulus van menselijk corticaal bot (10-30GPA).
3, een gemeenschappelijk voorbeeld: gebruik van warmtebehandeling om de industrialisatie te verbeteren
Voorbeeld 1: met behulp van gasturbinebladen in de industrie
Siemens Energy maakt gebruik van L - PBF-technologie om SGT-8000H gasturbinebladen af ​​te drukken. Ze passen de volgende methoden voor warmtebehandeling toe om de prestaties te verbeteren:
Behandeling van de oplossing: handhaven op 1150 graden gedurende 4 uur om de 'fase op te lossen en resterende drukstress te verlichten.
Tijdbehandeling: houd 16 uur vast op 850 graden om een ​​matrix te maken met nano - schaalfase.
Heupbehandeling: verdichting bij 1200 graden /150 MPa om van gebreken binnen te komen.
Na het testen daalde de temperatuursterkte van de Treated Blades High {- met 40% en hun kruippercentage daalde met 60%. Ze slagen voor de 5000-uur equivalente levenstest.
Case 2: Controle van de prestaties van de bekledingsbuizen op kernreactoren
Het Institute of Metal Research van de Chinese Academy of Sciences heeft 3D - GH1333 -legeringsklaadbuizen gedrukt die voldoen aan de behoeften van snelle reactoren die natrium gebruiken om ze te koelen.
Herkristallisatie in een bepaalde richting: om een ​​kolomvormige kristalstructuur te maken, ga je door een verwarmde zone na 1250 graden met een snelheid van 5 mm/min.
Oxidatie Beschermingscoating: na warmtebehandeling, spray CR3C2 NICR -coating. Dit verlaagt de oxidatieweerstandsnelheid met 90% in een stoomomgeving na 600 graden.
De anti -zwellingsprestaties van de bekledingsbuis onder gesimuleerde ongevallenomstandigheden worden verhoogd met 20% in vergelijking met typische geëxtrudeerde buizen, waardoor essentiële technologische ondersteuning wordt geboden voor de lokalisatie van kernvermogensapparatuur van de vierde generatie.