آلیاژهای CuCrZr را میتوان نه تنها در دمای اتاق، بلکه در محیطهای{0}}در دمای بالا نیز استفاده کرد. محققان موسسه تحقیقات عمومی فلزات غیر آهنی پکن و سایر موسسات خواص کششی و حرارتی آلیاژهای مس تولید شده توسط بستر پودر لیزر (LPBF) را در دمای بالا (600 درجه) مورد مطالعه قرار دادند.
چاپ 1،3 بعدی و عملیات حرارتی آلیاژ CuCrZr
این مطالعه از پودر CuCrZr با اندازه ذرات 10-69 میکرومتر برای چاپ روی بستر 316L با استفاده از چاپ لیزری سبز استفاده کرد.
عملیات حرارتی مستقیم پیری: 500 درجه × 1 ساعت، خنک کننده کوره.
2، هدایت حرارتی-بالا آلیاژ CuCrZr
در محدوده دمایی 25 درجه تا 900 درجه، ظرفیت گرمایی ویژه آلیاژهای CuCrZr تهیه شده توسط LPBF از 0.38 J·g-1·K-1 به 0.50 J·g-1·K-1 افزایش یافت. نفوذ حرارتی (T) از 99 mm²·s-1 به 65 mm²·s-1 کاهش یافت. و هدایت حرارتی λ(T) از 329 W · m-1 · K-1 به 287 W · m-1 · K-1 کاهش یافت.
3، خواص کششی در دمای بالا آلیاژهای CuCrZr تهیه شده توسط LPBF.
دمای اتاق: استحکام کششی (UTS): 585 مگاپاسکال، ازدیاد طول (EL): 14.4%؛
100 درجه: استحکام کششی به 482 مگاپاسکال کاهش می یابد، در حالی که انعطاف پذیری بهبود می یابد، و ازدیاد طول 18.0٪ است.
300 درجه: استحکام آلیاژ و انعطاف پذیری اندکی افزایش می یابد (UTS: 493 MPa، EL: 21.1%).
600 درجه : استحکام و انعطاف پذیری به طور همزمان شروع به کاهش می کنند (UTS: 180 MPa، EL: 6.1%)، در این نقطه انتقال شکل پذیر-ترد رخ می دهد.
700 درجه: خواص کششی آلیاژ به طور قابل توجهی بدتر می شود (UTS: 140 MPa، EL: 3.8٪).
4، تأثیر روش ساخت بر روی خواص دمای بالا- آلیاژ CuCrZr.
5، در محدوده دمای بالا-300-700 درجه، کشش
خواص بهدستآمده در این مطالعه با آلیاژهای CuCrZr مشابه ساختهشده با مواد افزودنی قابل مقایسه است.
در مطالعه دیگری، در دماهای کمتر از 300 درجه، خواص حرارتی آلیاژهای CuCrZr تهیه شده توسط ذوب بستر پودر پرتو الکترونی (EB{1}}PBF)، صرف نظر از اینکه در حالت آمادهسازی یا عملیات حرارتی{2}} قرار داشتند، به طور قابلتوجهی نسبت به نمونههای ذوب بستر پودر لیزری (LPBF) برتر بود. مکانیسم به شرح زیر است:
① تفاوت در جذب انرژی
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80٪ از پرتوهای لیزر مادون قرمز/سبز نزدیک (10-74٪).
②. اثر ضخامت لایه پودری
ضخامت لایه فرآیند EB-PBF (50-70 میکرومتر) معمولاً بیشتر از LPBF (20-40 میکرومتر) است. لایه پودری ضخیم تر منجر به کاهش سرعت خنک کننده می شود.
③ تکامل ریزساختار: ذوب و انجماد مکرر در طول فرآیند LPBF، چگالی نابجایی بالایی ایجاد میکند که منجر به تنش پسماند قابلتوجهی در مقایسه با نمونه EB{1}}PBF میشود.
④.تفاوت در استراتژی های اسکن
C.EB-PBF از یک اسکن چرخشی ساده 0 درجه / 90 درجه / 180 درجه استفاده می کند، که منجر به دانه های درشت، منظم و قوی می شود.<100>بافت فیبر؛ در حالی که اسکن چرخشی 67 درجه LPBF منجر به یک ساختار نامنظم-دانهدار میشود و یک ساختار قوی را تشکیل میدهد.<110>بافت الیاف در جهت شکل دهی
به طور خلاصه، اثرات ترکیبی تنش پسماند، جهتگیری کریستالی و ساختار دانههای ریز منجر به آلیاژهای آمادهشده با LPBF{0}}در مقایسه با نمونههای EB{1}}PBF، اما خواص مکانیکی برتر میشوند.
6، کالاهای خشک تولید مواد
① آلیاژ CuCrZr خواص کششی خوبی در 600 درجه از خود نشان می دهد (استحکام کششی UTS: 180 مگاپاسکال، ازدیاد طول EL: 6.1٪). فعل و انفعالات نابجایی-به نابجایی،-بدنه با چگالی بالا-مکعب نانومقیاس مرکزی رسوبات غنی از کروم و Zr-، مرزهای دانهای با زاویه بزرگ، و تبلور مجدد سرکوب شده در حفظ این ویژگیهای درجه حرارت بالا کمک میکنند.
② این آلیاژ رسانایی حرارتی بسیار خوبی از خود نشان می دهد که در دمای 600 درجه اندکی تا حدود 290 W/(m·K) کاهش می یابد. این امر به باقیمانده رسوبات غنی از کروم و Zr{3}}در مقیاس نانو bcc و کاهش نابجاییهای{4}} با چگالی بالا نسبت داده میشود. کاهش هدایت حرارتی با افزایش دما به دلیل بازیابی مداوم استاتیکی و تبلور مجدد استاتیکی است که منجر به پیری بیش از حد، تجمع رسوب و پراکندگی فونون ناشی از نقص کریستال و پراکندگی معکوس میشود.
