Miks nimetatakse Inconel 718 supersulamiks?
Meie kosmose-, kaitse- ja energiatööstuse aluseks on ehitusdetailid, mis taluvad äärmist kuumust ja survet. Need osad on tavaliselt valmistatud metallist nimega Inconel 718, mis on äärmiselt tugev, korrosioonikindel ja kõrge temperatuuriga nikli-kroomi sulam.
Seda metalli töödeldakse tavaliselt masinaga, haavliga, tõmmatakse, valtsitakse ja keevitatakse, et luua soovitud suure jõudlusega omaduste saavutamiseks vajalik kuju ja mikrostruktuur. Metalli kasutatakse tavaliselt rakettmootorites, reaktiivmootorites, surveanumates, gaasiturbiinides ja muudes komponentides. Kuid metalli töötlemine on kallis. Keerulise geomeetria ja sisemiste omadustega osade puhul on otsene tootmine (toote valmistamine selle lõplikul kujul) majanduslikuks pühaks graaliks.
Selle saavutamiseks pöörduvad teadlased lisatootmise (AM), täpsemalt laserpulberkihi sulatamise (LPBF) tehnoloogia poole, et saavutada "peaaegu võrgukuju", mis on kosmosekomponentide peaaegu lõplik tootmine. Kuna 3D-objekte ehitatakse kihthaaval lisatootmise teel ja materjali erinevatel osadel on erinev jahutuskiirus, moodustuvad erinevad ristlõiked ja mikrostruktuurid. Väljakutse seisneb selles, et LPBF-i termilised tingimused põhjustavad mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi, mis ei ole lõpptoote jaoks nõutaval tasemel.
Protsessijärgsed kuumtöötlused võivad aidata soovitud omadusi taastada, kuid kõige tõhusamate töötlemismeetodite väljatöötamine, säilitades samal ajal soovitud mikrostruktuuri, nõuab märkimisväärset arvutusvõimsust.
United Technologies Research Center (UTRC) töötab koostöös Pratt & Whitney ja UTC Aerospace Systemsiga välja füüsikal põhinevat protsessimudelit, et ennustada nikli supersulamitest valmistatud lisandina valmistatud kosmosetööstuse konstruktsiooniosade mikrostruktuuri.
