Исследователи усилили Inconel 718 нанокарбидами

7 июня 2023 г.

Поделитесь в своей сети:

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), США, и Стамбульского технического университета, Турция, сообщили об относительно простом и недорогом способе упрочнения металлических порошков за счет добавления керамических нанопроволок. Статья «Укрепление изготовленного аддитивным способом Inconel 718 за счет образования на месте нанокарбидов и силицидов» была опубликована в 76-м томе журнала «Аддитивное производство».

«Всегда существует значительная потребность в разработке более эффективных материалов для экстремальных условий. Мы считаем, что этот метод имеет большой потенциал для других материалов в будущем», — заявил Цзюй Ли, профессор ядерной инженерии Энергетического альянса Battelle и профессор Департамент материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института (DMSE).

Подход команды начинается с Inconel 718, популярного суперсплава. Исследователи измельчили коммерческие порошки Inconel 718 с небольшим количеством керамических нанопроволок, что привело к «однородному декорированию нанокерамики на поверхности частиц Inconel». Полученный порошок затем использовался для создания деталей с помощью аддитивного производства методом лазерной плавки порошка (PBF-LB).

Исследователи сообщили, что детали, изготовленные аддитивно с использованием их нового машино-агностического порошка, имеют значительно меньшую пористость и меньше трещин, чем детали, изготовленные только из Inconel 718. А это, в свою очередь, приводит к получению более прочных деталей, которые также обладают рядом других преимуществ, таких как пластичность, устойчивость к радиации и высокотемпературным нагрузкам.

Сюй Сун, доцент Китайского университета Гонконга, не принимавший участия в работе, прокомментировал: «В этой статье авторы предлагают новый метод печати композитов с металлической матрицей из Inconel 718, армированных [керамическими] нанопроволоками. Растворение керамики на месте, вызванное процессом лазерной плавки, повысило термическое сопротивление и прочность Inconel 718. Кроме того, усиление на месте уменьшило размер зерна и избавило от дефектов.Будущая 3D-печать металлических сплавов, включая модификацию меди с высокой отражательной способностью и подавление разрушения суперсплавов, явно могут выиграть от этого метода».

Ли заявил, что эта работа «может открыть огромное новое пространство для проектирования сплавов», поскольку скорость охлаждения ультратонких аддитивно изготовленных слоев металлических сплавов намного выше, чем скорость охлаждения объемных деталей, созданных с использованием традиционных процессов затвердевания из расплава. В результате «многие правила химического состава, применимые к объемному литью, похоже, не применимы к этому виду 3D-печати. ​​Таким образом, у нас есть гораздо большее пространство для исследования состава основного металла с керамическими добавками».

Эмре Текоглу, один из ведущих авторов статьи об аддитивном производстве, добавил: «Этот состав был одним из первых, который мы выбрали, поэтому было очень интересно получить эти результаты в реальной жизни. Еще есть огромное пространство для исследований. Мы продолжим изучать новые составы композитов Inconel, чтобы в конечном итоге получить материалы, способные выдерживать более экстремальные условия окружающей среды».

Александр О'Брайен, другой ведущий автор, заключил: «Точность и масштабируемость, обеспечиваемые 3D-печатью, открыли мир новых возможностей для дизайна материалов. Наши результаты являются захватывающим ранним шагом в процессе, который, несомненно, будет иметь большое значение. влияние на проектирование атомной, аэрокосмической и всей энергетики в будущем».

«Упрочнение аддитивного производства Inconel 718 посредством образования на месте нанокарбидов и силицидов» доступно здесь.

www.mit.edu

www.mme.itu.edu.tr

7 июня 2023 г.

6 июня 2023 г.

7 июня 2023 г.

8 июня 2023 г.