Apakah suku cadang membutuhkan peningkatan perlakuan panas setelah pencetakan selesai?

一, Prinsip Teknis: Bagaimana Perlakuan Panas Mengubah Struktur Mikro dan Kinerja Bagian Cetak
Cara khusus item cetak 3D dibuat adalah yang menyebabkan masalah kinerja mereka. Misalnya, dengan teknik peleburan bubuk laser logam (L - pbf), balok laser dengan cepat memindai bedeng bubuk, menyebabkan bahan melewati siklus suhu yang parah dari peleburan dan pemadatan. Ini mengarah pada masalah berikut:
Akumulasi tegangan residual: Pendinginan cepat menciptakan gradien suhu yang menempatkan tegangan tarik pada bagian itu. Ini mungkin menyebabkannya menekuk atau bahkan pecah.
Cacat Mikrostruktur: Butir -butir kecil ekuiax memiliki banyak dislokasi dan pori -pori, yang membuat material lebih lemah dan kurang kuat.
Performance Anisotropy: Kekuatan hubungan antara lapisan lebih rendah dari materi itu sendiri, yang memperpendek kehidupan kelelahan bagian.
Dengan mengelola hal -hal seperti suhu, waktu, dan lingkungan, perlakuan panas dengan hati -hati mengontrol struktur mikro barang cetak. Mekanisme spesifik terdiri dari:
Annealing untuk menghilangkan stres: isolasi di bawah suhu rekristalisasi material untuk membiarkan tegangan residual keluar melalui mekanisme creep. Misalnya, jika Anda menganut bilah mesin penerbangan pada 650 derajat setelah pencetakan, Anda dapat menurunkan stres residu lebih dari 80% dan menjaga deformasi dalam 0,1 mm.
Pertumbuhan dan Rekristalisasi Butir: Menggunakan Teknologi Rekristalisasi Rekristalisasi Directional, butiran kecil diubah menjadi kristal kolom yang sejalan dengan sumbu stres utama. Ini membuat bahan jauh lebih tahan terhadap creep. Dalam nickel - berbasis tinggi - pencetakan paduan suhu, tim MIT ditarik dengan kecepatan 2,5 mm/jam melintasi zona panas 1235 derajat. Ini meningkatkan ukuran butir sebesar tiga kali lipat dan memotong laju creep menjadi dua.
Hot isostatic pressing (HIP) adalah perawatan densifikasi yang menghilangkan pori -pori interior dengan mengubah bentuk bahan di bawah tekanan tinggi (100-150 MPa) dan suhu tinggi (1000-1200 derajat). Siemens Energy memotong porositas bilah turbin gas dari 0,8% menjadi 0,02% dan tiga kali lipat kehidupan kelelahan mereka setelah perawatan pinggul.
2, Permintaan dalam Industri: High - Pembuatan akhir sangat tergantung pada peningkatan perlakuan panas.
1. Di bidang kedirgantaraan, ada dua masalah: kinerja dan berat.
Bilah turbin di mesin pesawat harus mampu menangani stres lebih dari 100MPA pada suhu 1300 derajat. Bilah cor tradisional menggunakan teknologi pemadatan terarah untuk menyesuaikan orientasi butir . 3 D bilah yang dicetak, di sisi lain, perlu diperlakukan panas untuk melakukan hal yang sama. GE menggunakan l - Teknologi PBF untuk mencetak nozzle bahan bakar engine Leap. Ini mengoptimalkan presipitasi 'fase melalui larutan padat dan perlakuan penuaan, yang memotong berat sebesar 25% dan meningkatkan resistensi suhu hingga 1100 derajat.
2. Lapangan Peralatan Energi: Standar Ketergantungan dalam kondisi yang sangat keras
Selama lebih dari 20 tahun, tabung perpindahan panas dari generator uap dalam unit daya termal ultra superkritis harus bekerja pada 620 derajat dan 31 MPa. Untuk memperbaiki film oksida dan kesalahan fusi yang tidak lengkap antara lapisan yang dicetak, potongan -potongan cetak 3D perlu dipanaskan. Perusahaan lokal menggunakan perawatan vakum dan pengobatan infiltrasi aluminium permukaan untuk membuat tabung perpindahan panas paduan GH1333 yang cukup kuat untuk melebihi peraturan keselamatan tenaga nuklir (120MPA).
3. Di bidang implan medis, perlu ada keseimbangan antara biokompatibilitas dan kompatibilitas mekanis.
Untuk meminimalkan efek pelindung stres, implan ortopedi paduan titanium perlu memiliki campuran kekuatan dan modulus elastis yang tepat. Modulus elastis dari prostesis sendi pinggul cetak 3D dapat diturunkan dari 110gpa ke 80gpa dengan mengendalikan + jaringan biphasic dengan perlakuan panas. Ini lebih dekat dengan modulus elastis tulang kortikal manusia (10-30GPA).
3, Contoh Umum: Menggunakan Perlakuan Panas untuk Meningkatkan Industrialisasi
Contoh 1: Menggunakan bilah turbin gas di industri
Siemens Energy menggunakan l - teknologi PBF untuk mencetak bilah turbin gas SGT-8000H. Mereka menerapkan metode perlakuan panas berikut untuk meningkatkan kinerja:
Perawatan Solusi: Pertahankan pada 1150 derajat selama 4 jam untuk melarutkan 'fase dan meredakan tegangan pencetakan residual.
Perawatan Waktu: Tahan pada 850 derajat selama 16 jam untuk membuat matriks dengan fase nano -}.
Pengobatan Hip: Densifikasi pada 1200 derajat /150 MPa untuk menghilangkan kekurangan di dalamnya.
Setelah pengujian, bilah yang dirawat 'tinggi - kekuatan daya tahan suhu naik 40% dan laju creep mereka turun 60%. Mereka lulus tes kehidupan setara 5000 jam.
Kasus 2: Memeriksa kinerja tabung kelongsong untuk reaktor nuklir
Institute of Metal Research Academy of Sciences 'Chinese telah membuat 3D - cetak tabung kelongsong paduan GH1333 yang memenuhi kebutuhan reaktor cepat yang menggunakan natrium untuk mendinginkannya.
Rekristalisasi ke arah tertentu: Untuk membuat struktur kristal kolumnar, melewati zona yang dipanaskan pada 1250 derajat dengan kecepatan 5 mm/menit.
Lapisan pelindung oksidasi: Setelah perlakuan panas, semprotkan lapisan NICR CR3C2. Ini menurunkan tingkat resistensi oksidasi sebesar 90% di lingkungan uap pada 600 derajat.
Kinerja anti pembengkakan tabung kelongsong di bawah kondisi kecelakaan simulasi meningkat sebesar 20% dibandingkan dengan tabung ekstrusi khas, memberikan dukungan teknologi penting untuk lokalisasi peralatan tenaga nuklir generasi keempat.