Adakah bahagian memerlukan peningkatan rawatan haba selepas percetakan selesai?

一, Prinsip Teknikal: Bagaimana Rawatan Haba Mengubah Struktur Mikro dan Prestasi Bahagian Bercetak
Cara tertentu yang dicetak 3D dibuat adalah apa yang menyebabkan masalah prestasi mereka. Sebagai contoh, dengan teknik bedak serbuk laser logam (L - PBF), rasuk laser dengan cepat mengimbas katil serbuk, menyebabkan bahan itu melalui kitaran suhu yang teruk lebur dan menguatkan. Ini membawa kepada masalah berikut:
Pengumpulan Tekanan Sisa: Penyejukan cepat mencipta kecerunan suhu yang meletakkan tekanan tegangan pada bahagian. Ini mungkin menyebabkan ia membungkuk atau menghancurkan.
Kecacatan mikrostruktur: Biji -bijian equiaxed kecil mempunyai banyak dislokasi dan liang, yang menjadikan bahan lemah dan kurang teguh.
Anisotropi Prestasi: Kekuatan hubungan antara lapisan adalah lebih rendah daripada bahan itu sendiri, yang memendekkan kehidupan keletihan bahagian.
Dengan menguruskan perkara seperti suhu, masa, dan persekitaran, rawatan haba dengan teliti mengawal struktur mikro barangan yang dicetak. Mekanisme khusus terdiri daripada:
Annealing untuk melegakan tekanan: Penebat di bawah suhu recrystallisation bahan untuk membiarkan ketegangan sisa keluar melalui mekanisme rayapan. Contohnya, jika anda mengepam bilah enjin penerbangan pada 650 darjah selepas percetakan, anda boleh menurunkan tekanan sisa sebanyak lebih daripada 80% dan mengekalkan ubah bentuk dalam 0.1 mm.
Pertumbuhan bijirin dan recrystallisation: Menggunakan teknologi recrystallisation arah, bijirin kecil diubah menjadi kristal kolumnar yang bersesuaian dengan paksi tekanan utama. Ini menjadikan bahan jauh lebih tahan terhadap rayapan. Dalam nikel - berasaskan tinggi - percetakan aloi suhu, pasukan MIT ditarik pada kelajuan 2.5 mm/j di seluruh zon panas 1235 darjah. Ini meningkatkan saiz bijian dengan tiga pesanan magnitud dan memotong kadar rayap pada separuh.
Tekan isostatik panas (HIP) adalah rawatan densifikasi yang menghilangkan liang dalaman dengan mengubah bentuk bahan di bawah tekanan tinggi (100-150 MPa) dan suhu tinggi (1000-1200 darjah). Siemens Energy memotong keliangan bilah turbin gas dari 0.8% hingga 0.02% dan tiga kali ganda kehidupan keletihan mereka selepas rawatan pinggul.
2, Permintaan dalam Industri: Tinggi - Pembuatan akhir sangat bergantung kepada peningkatan rawatan haba.
1. Dalam bidang aeroangkasa, terdapat dua masalah: prestasi dan berat badan.
Bilah turbin dalam enjin pesawat harus dapat mengendalikan tekanan lebih dari 100MPa pada suhu 1300 darjah. Bilah cast tradisional menggunakan teknologi pemejalan yang diarahkan untuk menyesuaikan orientasi bijirin . 3 d bilah yang dicetak, sebaliknya, perlu panas dirawat untuk melakukan perkara yang sama. GE digunakan l - teknologi PBF untuk mencetak muncung bahan api enjin leap. Ini mengoptimumkan pemendakan 'fasa melalui penyelesaian pepejal dan rawatan penuaan, yang mengurangkan berat badan sebanyak 25% dan menimbulkan rintangan suhu hingga 1100 darjah.
2. Bidang Peralatan Tenaga: Standard Kebolehpercayaan dalam keadaan yang sangat keras
Selama lebih dari 20 tahun, tiub pemindahan haba penjana stim di unit -unit kuasa terma supercritikal ultra mesti berfungsi pada 620 darjah dan 31 MPa. Untuk menetapkan filem oksida dan kesalahan gabungan yang tidak lengkap di antara lapisan bercetak, kepingan bercetak 3D perlu dipanaskan. Sebuah syarikat tempatan menggunakan penyusupan vakum dan rawatan penyusupan aluminium permukaan untuk menjadikan tiub pemindahan haba aloi GH1333 yang cukup kuat untuk melebihi peraturan keselamatan kuasa nuklear (120MPa).
3. Dalam bidang implan perubatan, perlu ada keseimbangan antara biokompatibiliti dan keserasian mekanikal.
Untuk meminimumkan kesan perisai tekanan, implan ortopedik aloi titanium perlu mempunyai campuran kekuatan dan modulus elastik yang betul. Modulus elastik prostesis bersama pinggul 3D boleh diturunkan dari 110gpa hingga 80gpa dengan mengawal tisu + biphasic dengan rawatan haba. Ini lebih dekat dengan modulus elastik tulang kortikal manusia (10-30gpa).
3, contoh biasa: menggunakan rawatan haba untuk meningkatkan perindustrian
Contoh 1: Menggunakan bilah turbin gas dalam industri
Siemens Energy menggunakan teknologi PBF L - untuk mencetak bilah turbin gas SGT-8000H. Mereka menggunakan kaedah rawatan haba berikut untuk meningkatkan prestasi:
Rawatan Penyelesaian: Mengekalkan pada 1150 darjah selama 4 jam untuk membubarkan 'fasa dan melegakan tekanan percetakan sisa.
Rawatan Masa: Pegang pada 850 darjah selama 16 jam untuk membuat matriks dengan nano - fasa skala.
Rawatan pinggul: Densifikasi pada 1200 darjah /150 MPa untuk menghilangkan kelemahan di dalamnya.
Selepas ujian, bilah yang dirawat 'tinggi - kekuatan ketahanan suhu meningkat sebanyak 40% dan kadar rayapan mereka turun sebanyak 60%. Mereka lulus ujian kehidupan bersamaan selama 5000 jam.
Kes 2: Memeriksa prestasi tiub pelapisan untuk reaktor nuklear
Institut Penyelidikan Logam Akademi Sains Cina telah membuat tiub pelapisan aloi 3D - yang dicetak GH1333 yang memenuhi keperluan reaktor pesat yang menggunakan natrium untuk menyejukkannya.
Recrystallisation dalam arah tertentu: Untuk membuat struktur kristal kolumnar, pergi melalui zon yang dipanaskan pada 1250 darjah pada kelajuan 5 mm/min.
Salutan Perlindungan Pengoksidaan: Selepas rawatan haba, semburan salutan NICR CR3C2. Ini mengurangkan kadar rintangan pengoksidaan sebanyak 90% dalam persekitaran stim pada 600 darjah.
Prestasi anti pembengkakan tiub pelapisan di bawah keadaan kemalangan simulasi meningkat sebanyak 20% berbanding dengan tiub tersemperit biasa, memberikan sokongan teknologi penting untuk penyetempatan peralatan kuasa nuklear generasi keempat.