GH3536 efnasamsetning og hitameðferðarferli
GH3536 álfelgur er nikkel-undirstaða háhita álfelgur aðallega fast lausn styrkt með króm og mólýbdeni (samsvarandi vörumerki er Hastelloy-X). Það hefur góða oxunarþol og tæringarþol, og hefur samt miðlungs endingu og skriðstyrk við 900 gráður. , hentugur til framleiðslu á heitum íhlutum í háhita þjónustumannvirkjum, svo sem skottkeilur, útblástursrör í hringiðu og hlífar fyrir brennslustúta. Hins vegar er lögun slíkra hluta flókin og oft eru flæðirásir eða gljúpar mannvirki inni í þeim. Hefðbundin ferli eru að mestu gerð úr mörgum suðu, sem er ekki aðeins erfitt að tryggja víddarnákvæmni, heldur hefur það einnig áhrif á stöðugleika gasflæðisins. Jafnvel með nákvæmni smíði er erfitt að mæta þörfum framleiðsluiðnaðarins. Selective laser melting (SLM) er tækni sem notar leysir sem hitagjafa til að ná samþættingu mjög flókinna hluta með því að bræða málmduftlög punkt fyrir punkt, skarast línu fyrir línu og storkna og safna lag fyrir lag. Tækni "Near net shape" hefur leyst flöskuháls vandamálið sem takmarkar vinnslu GH3536 álhluta. Hins vegar, þar sem álduftið þarf að ljúka bráðnun, storknun og kælingu innan tiltekins mjög stutts víxlverkunartíma meðan á SLM myndunarferlinu stendur, mun afar há hitastig sem stafar af staðbundnu hitainntaki og miklu afgangsálagi sem myndast við storknunarferlið leiða til þess að byggingargalla í málmblöndunni. aðskilnað við hráefni. Þess vegna þurfa sértækir leysibráðnunarmyndaðir hlutar venjulega eftirhitameðferð til að gera við innri galla málmblöndunnar, stjórna samsetningu og uppbyggingu örbyggingarinnar og bæta vélræna eiginleika málmblöndunnar.
Tilraunaefnisval
Þessi tilraun notar úðað kúlulaga GH3536 álduft sem hráefni fyrir SLM útfellingu. Efnasamsetning álduftsins er sýnd á myndinni hér að neðan, sem uppfyllir samsetningarkröfur GH3536 háhita álfelgur í GB/T 14992-2005.
Greining á niðurstöðum
(1) Togeiginleikar við stofuhita GH3536 álfelgur í mismunandi hitameðhöndlunarstigum
Togprófanir á stofuhita voru gerðar á SLM sýnum, ST sýnum og HIP sýnum sem voru útbúin í mismunandi áttir og borin saman við iðnaðarstaðalinn HB 5497-1992. Togstyrkur og álagsstyrkur sýnanna þriggja í þver-/lengdarstefnu við stofuhita fara allir yfir kröfur smíðastaðla, en lengingin er önnur. Togstyrkur SLM sýnisins í þverstefnu er 769 MPa, sem er 58 MPa hærra en í lengdarstefnu; þverstyrkurinn er 465 MPa, sem er 44 MPa hærri en í lengdarstefnu; lengdarlengingin er 27,81%, sem er 7,21% meiri en í þverstefnu; það er SLM sýnishornið við stofuhita Það er anisotropy í togeiginleikum. Eins og við vitum öll eru togeiginleikar málmblöndur ekki aðeins fyrir áhrifum af eðliseiginleikum efnisins, heldur einnig tengdum örbyggingunni. Fyrir SLM mynduð sýni, verður að taka tillit til áhrifa af mörkum bráðnu laugarinnar. Líta má á örbyggingu SLM sýnisins sem þrepaða dreifingarsamsetningu „bræðslumarks-útfíns súlulaga undirkorna“. Almennt talað, því minni sem kornin eru, því meiri togstyrkur og því betri mýkt. Svæðið sem er umkringt af mörkum bráðnu laugarinnar er samsett úr mjóum súlulaga kristöllum, sem dreifast jafnt, sem tryggir mikinn styrk og góða mýkt SLM sýnisins. Hins vegar munu landrýmisdreifð bráðnu laugarmörk hafa mikil áhrif á mýkt SLM sýnisins. Þar sem bindingarárangur bræddu laugarinnar sjálfrar er veikari en kornmarkanna og það er staðbundið "gróft kornsvæði" á mörkum bræddu laugarinnar á skörunarsvæði bræddu laugarinnar, verða mörk bræddu laugarinnar að veika svæði sýnishornið. Þegar SLM sýnishornið fer í plast aflögun mun það helst renna eftir mörkum bráðnu laugarinnar. Fjöldi bræðslumarka (lengd) í lengdarsniði sýnisins á hverja flatarmálseiningu er mun meiri en í þversniðinu, sem þýðir að þegar SLM sýnishornið er strekkt eftir lengdarstefnunni er auðveldara að halda áfram plastaflögun, svo það sýnir meiri stórsæja eiginleika. Frábær lenging en togstyrkurinn er aðeins minni en í þverstefnu.
Togstyrkur og flæðistyrkur ST sýnisins í þverstefnu er 695 MPa og 382 MPa í sömu röð og lengingin er 31,13%. Vélrænni eiginleikar meðfram lengdarstefnunni eru í meginatriðum þeir sömu og í þverstefnunni, sem er í samræmi við þá athugun að þverskipan/langskipan er svipuð. Brotthvarf bræðslumarksmarkanna er aðalástæðan fyrir því að anisotropy hverfur í togeiginleikum ST sýnisins. Meðhöndlun á föstu lausnum útilokar galla eins og svitahola og sprungur í sýninu sem afhent er, og háhitameðferð mun stuðla að aukningu á magni austeníts í uppbyggingunni, sem leiðir til verulegrar aukningar á lengingu ST sýnisins, samanborið við hliðina. lenging SLM sýnisins. Hækkun um 10,53%. Hins vegar mun meðhöndlun á föstu lausnum valda því að málmblöndukornin endurkristallast og vaxa við háan hita, sem leiðir til verulegrar minnkunar á togbrotsstyrk og flæðistyrk. Vélrænni hegðun HIP sýnisins við herbergishita er svipuð og ST sýnisins, en togstyrkur þver-/lengdar er um það bil 728 MPa og flæðistyrkurinn er 429 MPa. Þrátt fyrir að togstyrkurinn sé um 41 MPa lægri en þver togstyrkur SLM sýnisins, er hann 11 MPa hærri en togstyrkur þess í lengd. Lengingin nær 38,65%, sem er 7,52% hærra en í ST sýninu og 38,9% hærra en lengdarlenging SLM sýnisins. Styrkur HIP sýnisins lækkaði ekki marktækt eins og ST sýnisins, sem var aðallega vegna þess að innri galla í málmblöndunni var útrýmt og breytinga á kornamörkum formgerð.
Annars vegar er þéttleiki sýnisins eftir heita isostatic pressun hærri en ST sýnisins; á hinn bóginn getur keðjulík M23C6, sem fellur út við kornamörk HIP sýnisins, í raun hindrað liðskiptingu meðan á aflögunarferlinu stendur og þannig bætt styrkleika málmblöndunnar. Þrátt fyrir að karbíð á kornamörkum, sem brothættur fasi, geti auðveldlega orðið uppspretta sprungna meðan á togferlinu stendur, munu sikksakk boginn kornmörk sem myndast af þeim hindra upphaf og stækkun sprungna. Þetta er vegna þess að röndóttu bogadregnu kornamörkin eru ójöfn, sem veldur samlæsandi áhrifum milli kristalplana aðliggjandi korna. Það er erfitt fyrir kornmörkin að renna á milli sín á milli meðan á aflögunarferlinu stendur, sem neyðir sterkari innankorna hluta til að taka þátt í aflöguninni, sem leiðir til þess að streituslökun á sér stað við kornmörk, sem hindrar sprungur. Rannsóknir hafa sýnt að á meðan á sprunguútbreiðslu stendur geta hnöttótt kornmörk valdið því að hornið á milli sprungunnar og kornskilsins víki frá upphaflegu atvikshorninu, sem gerir sprunguútbreiðsluleiðina meðfram viðmótinu flóknari og hrikalegri. Þetta þýðir að röndóttu bogadregnu kornamörkin gera sprungur líklegri til að fjölga sér í gegnum kornamótið frekar en að fjölga sér meðfram kornamótinu og herða þannig málmblönduna í raun.
(2) Greining á stofuhita togbrotsformgerð GH3536 málmblöndu í mismunandi hitameðhöndlunarástandi
Brotkerfi sýnanna þriggja eru öll sveigjanleg brot með örholu-samlögð, með sporöskjulaga jafnása dæld sem dreifast eftir brotfletinum, en stærð og dýpt holanna eru mismunandi. Meðal þeirra er djúpbygging SLM sýnisins mjög lítil, með meðalþvermál aðeins um 0,5 μm og grunnt dýpi. Einnig er hægt að sjá sprungur á yfirborði bráðnu laugarinnar og Gaussbogaryfirborð bræddu laugarinnar er greinilega sýnilegt, sem gefur til kynna að sprungurnar hefjist og þenst út eftir mörkum bráðnu laugarinnar. Þetta sannar líka frá öðru sjónarhorni að bráðnu laugarmörkin eru mikilvægur þáttur í skipulagsfræði. Veik svið frammistöðu. Í plastaflögunarferli þverskips SLM sýnisins mun staðbundinn streitustyrkur eyðileggja bindikraft atóma og mynda svitahola. Þegar aflögunin heldur áfram vaxa þessar örholur og tengjast hver annarri til að mynda sprungur. Tilvist lítið magn af örsmáum dældum bendir til þess að brotið á sýninu hér sé vegna stækkunar örsprungna sem myndast við SLM myndunarferlið, sem tekur minna þátt í plastaflögun meðan á aflögunarferlinu stendur, sem veldur því að SLM sýnishornið er lægra í þverstefnu. lenging.
Stærð doppanna við brotyfirborð ST sýnisins er {{0}}.8-1.0 μm og er jafndreifð, sem sýnir brotaeiginleika með kornóttum dældum, sem bendir til þess að málmblönduna hafi góð lenging. Eftir heita isostatic pressumeðferð jókst fjöldi djúpa við brotyfirborð HIP sýnisins verulega og stærðin jókst einnig í um 2 μm. Í samanburði við SLM sýni mun tilvist sikksakk boginn kornamörk stuðla að virkjun sleðakerfisins í nærliggjandi fylki, draga úr streitustyrk við kornmörkin og stuðla að samræmdri dreifingu plastaflögunar. Þess vegna sýnir HIP sýnin besta togstyrk við stofuhita. frammistöðu, sem er í samræmi við áðurnefndar niðurstöður togprófa. Þegar togefnið hefur góða mýkt er bindikrafturinn á milli korna með mismunandi stefnumörkun meiri, sem veldur því að liðskipti myndast eftir að þau renna meðfram nokkrum skerandi sleðaplanum á sama tíma. Þetta endurspeglar einnig frá hliðinni að HIP sýnishornið hefur framúrskarandi plastaflögunargetu.
að lokum
(1) Örbygging sýnisins sem er afhent úr GH3536 álfelginu sem myndast með sértækri leysisbræðslu samanstendur aðallega af mörkum bráðnu laugar og ofurfínum súlulaga undirkornum. Bráðu laugin sýnir dreifingu sem er eins og fiskhreistur eftir útfellingarstefnunni, sem er augljóslega frábrugðin ræmulíkri dreifingu í leysiskönnunarstefnunni. Það er lítill fjöldi svitahola og óreglulegar örsprungur inni.
(2) Eftir að SLM sýnin voru meðhöndluð með meðhöndlun á föstu lausn og heitri isostatic pressun, hefur bráðnu laug mörk formgerð álsýnanna horfið. Þéttleiki ST er 3,9% hærri en í SLM sýninu og örbyggingin er samsett úr jafnáxuðum kornum til skiptis af mismunandi stærðum, án annars fasa úrkomu. Örbygging HIP sýnisins er svipuð og ST sýnisins, með þéttleika 94,1%.
(3) Brotin í sýnunum þremur eru öll dæmigerð brot af dælugerð. Togeiginleikar SLM eintakanna eru anisotropic, sem stafar af mismunandi dreifingu bráðnu laugamarkanna sem myndast við útfellingarferlið í þver-/lóðrétta átt. Togstyrkur og flæðistyrkur ST sýnis minnkaði en lengingin jókst í 31,13%. Togstyrkur og flæðistyrkur minnkuðu minna og lengingin náði 38,65%, sem tengist bogadregnum kornamörkum sem myndast við HIP ferlið.
