يمكن استخدام سبائك CuCrZr ليس فقط في درجة حرارة الغرفة ولكن أيضًا في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. درس باحثون من معهد بكين العام لأبحاث المعادن غير الحديدية ومؤسسات أخرى خصائص الشد والحرارة لسبائك النحاس المصنعة بواسطة طبقة مسحوق الليزر (LPBF) عند درجات حرارة عالية (600 درجة).
الطباعة ثلاثية الأبعاد والمعالجة الحرارية لسبائك CuCrZr
استخدمت هذه الدراسة مسحوق CuCrZr بحجم جسيم يتراوح بين 10-69 ميكرومتر للطباعة على ركيزة 316L باستخدام الطباعة بالليزر الأخضر.
المعالجة الحرارية للشيخوخة المباشرة: 500 درجة × 1 ساعة، تبريد الفرن.
2، الموصلية الحرارية العالية لدرجات الحرارة العالية لسبائك CuCrZr
ضمن نطاق درجة الحرارة من 25 درجة إلى 900 درجة، زادت السعة الحرارية النوعية لسبائك CuCrZr المحضرة بواسطة LPBF من 0.38 J·g⁻¹·K⁻¹ إلى 0.50 J·g⁻¹·K⁻¹؛ انخفض الانتشار الحراري (T) من 99 مم²·ث⁻¹ إلى 65 مم²·ث⁻¹؛ وانخفضت الموصلية الحرارية lect(T) من 329 W·m⁻¹·K⁻¹ إلى 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3,خصائص الشد في درجات الحرارة العالية لسبائك CuCrZr المحضرة بواسطة LPBF.
درجة حرارة الغرفة: قوة الشد (UTS): 585 ميجا باسكال، الاستطالة (EL): 14.4%؛
100 درجة: تقل قوة الشد إلى 482 ميجا باسكال، بينما تتحسن اللدونة، والاستطالة 18.0%؛
300 درجة: تزداد قوة السبائك واللدونة قليلاً (UTS: 493 MPa، EL: 21.1%)؛
600 درجة : تبدأ القوة واللدونة في الانخفاض في وقت واحد (UTS: 180 MPa, EL: 6.1%)، وعند هذه النقطة يحدث التحول الهش المطيل -؛
700 درجة: تتدهور خصائص الشد للسبائك بشكل كبير (UTS: 140 ميجاباسكال، EL: 3.8%).
4،تأثير طريقة التصنيع على خصائص درجة الحرارة العالية-لسبائك CuCrZr.
5،ضمن نطاق درجة الحرارة-العالي الذي يتراوح بين 300-700 درجة، فإن قوة الشد
الخصائص التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة قابلة للمقارنة مع تلك الخاصة بسبائك CuCrZr المماثلة المصنعة بشكل إضافي.
في دراسة أخرى، عند درجات حرارة أقل من 300 درجة، كانت الخواص الحرارية لسبائك CuCrZr المحضرة بواسطة ذوبان طبقة المسحوق بشعاع الإلكترون (EB-PBF)، بغض النظر عما إذا كانت في الحالة المحضرة أو المعالجة بالحرارة-، متفوقة بشكل كبير على عينات ذوبان طبقة المسحوق بالليزر (LPBF). الآلية هي كما يلي:
①.الفرق في امتصاص الطاقة
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) من أشعة الليزر القريبة من -الأشعة تحت الحمراء/الأخضر (10–74%).
②. تأثير سمك طبقة المسحوق
عادةً ما يكون سمك الطبقة لعملية EB-PBF (50-70 ميكرومتر) أكبر من سمك LPBF (20-40 ميكرومتر). تؤدي طبقة المسحوق السميكة إلى انخفاض معدل التبريد.
③.تطور البنية الدقيقة: يؤدي الذوبان والتصلب المتكرر أثناء عملية LPBF إلى توليد كثافة خلع عالية، مما يؤدي إلى إجهاد متبقي أعلى بكثير مقارنة بعينة EB-PBF.
④.الاختلافات في استراتيجيات المسح
C.EB-PBF يستخدم مسحًا دورانيًا بسيطًا بزاوية 0 درجة / 90 درجة / 180 درجة، مما ينتج عنه حبيبات خشنة ومنتظمة وقوي<100>نسيج الألياف. بينما يؤدي المسح الدوراني بزاوية 67 درجة لـ LPBF إلى بنية حبيبات غير منتظمة ودقيقة- ويشكل بنية قوية<110>نسيج الألياف على طول اتجاه التشكيل.
باختصار، تؤدي التأثيرات المجمعة للإجهاد المتبقي، والاتجاه البلوري، وبنية الحبوب الدقيقة إلى أن تتمتع السبائك المحضرة LPBF- بخصائص حرارية أقل مقارنة بعينات EB-PBF، ولكن بخصائص ميكانيكية فائقة.
6، تصنيع المواد البضائع الجافة
① تعرض سبيكة CuCrZr خصائص شد جيدة عند 600 درجة (قوة الشد UTS: 180 ميجا باسكال، الاستطالة EL: 6.1%). تفاعلات الخلع -إلى-الخلع، والجسم عالي الكثافة-المتمركز على مقياس نانوي مكعب Cr وZr-رواسب غنية، وحدود حبيبات الزاوية الكبيرة-، وإعادة البلورة المكبوتة تساهم في الحفاظ على خصائص الشد الجيدة هذه عند درجات حرارة عالية.
② تعرض هذه السبيكة موصلية حرارية ممتازة، والتي تنخفض قليلاً إلى حوالي 290 واط/(م·ك) عند 600 درجة. ويعزى ذلك إلى الرواسب الغنية المتبقية من bcc النانوية Cr وZr- وتقليل الاضطرابات عالية الكثافة. يرجع الانخفاض في التوصيل الحراري مع زيادة درجة الحرارة إلى الاسترداد الساكن المستمر وإعادة البلورة الساكنة، مما يؤدي إلى الإفراط في -التقادم، وتجميع الراسب، وتشتت الفونون الناتج عن العيوب البلورية والتشتت العكسي.
