NIST ve Argonne Ulusal Laboratuvarı Tarafından Yüksek Mukavemetli Paslanmaz Çelik Üretmek İçin Eklemeli İmalat
3 Kasım'da bildirilen tasarım haber web sitesine göre, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), Wisconsin-Madison Üniversitesi ve Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar var olan en güçlü paslanmaz çeliklerden birini yarattılar. 17-4 çökelme sertleşmesi (PH)Paslanmaz Çelik geleneksel yöntemlerle yapılan paslanmaz çelikle aynı özelliklere sahip paslanmaz çeliği basan bir 3D baskı yöntemi geliştirdi.
Bu paslanmaz çelik, kargo gemileri, yolcu uçakları ve nükleer santrallerin yapımında kullanılan güçlü, korozyona dayanıklı bir alaşımdır. Bu yenilik, orijinal özelliklerini korurken 3-17 PH çeliğin sürekli 4D baskısını işaret ediyor.
Plastik parça yapmak için 3D baskının kullanımı endüstrilerde daha yaygın hale gelirken, kısmen baskı sırasındaki çok hızlı sıcaklık değişimlerinden dolayı toz bazlı metal katkılı üretim (AD) daha karmaşıktır, toz kısa sürede hızlı dalgalanmalar yaşar. zaman aralığı. Metallerin eklemeli üretimi, esasen lazerler gibi yüksek enerjili kaynaklar kullanarak milyonlarca küçük toz benzeri parçacığı birbirine kaynatır, onları bir sıvıya eritir ve sonra bir katıya soğutur.
Ancak soğuma hızı yüksek olduğu için aşırı dengesiz bir durum yaratır, hızlı ısıtma ve soğutma işlemi çelikteki atomların kristal yapısında hızlı değişikliklere neden olabilir, bu da malzemede ne olup bittiğini belirlemeyi imkansız hale getirir. atomik seviye, bu nedenle kesin olarak yapmak imkansızdır Kristal yapı, basılı malzemenin optimum durumunu belirleyemez.
Bu sorunları ele almak için araştırmacılar, hızlı sıcaklık değişimleri sırasında kristal yapıyı incelemek için eşzamanlı x-ışını kırınımı (XRD) kullandılar, böylece baskı sırasında martensitin iç yapısını belirleyebildiler. Araştırmacılar, baskı işlemi sırasında çelik numuneye yüksek enerjili X-ışınları çekmek için Argonne'nin Gelişmiş Foton Kaynağını (APS) kullandılar. Bu şekilde araştırmacılar, baskı sırasında çeliğin kristal yapısının nasıl değiştiğini haritalayabildiler.
Demir, 17-4 PH çeliğin ana bileşeni olmasına rağmen, kendine özgü bileşimi 12 kadar farklı kimyasal element içerir. 3D baskı işlemi sırasında çelikteki yapısal değişiklikleri daha net anlayan araştırmacılar, bu çeliğin bileşiminde ince ayar yapabilir ve böylece 3D baskı sonuçlarını kontrol edebilir. Bu yaklaşım, 3D baskı için diğer alaşımları optimize etmek ve basılı parçaların nihai kalitesini tahmin edebilen bilgisayar modellerini oluşturmak ve test etmek için yararlı bilgiler sağlamak amacıyla XRD kullanılarak diğer malzemelere de uygulanabilir.