Γιατί το Inconel 718 ονομάζεται σούπερ κράμα;
Το θεμέλιο των βιομηχανιών μας στον τομέα της αεροδιαστημικής, της άμυνας και της ενέργειας είναι η κατασκευή εξαρτημάτων που μπορούν να αντέξουν την υπερβολική ζέστη και πίεση. Αυτά τα μέρη κατασκευάζονται συνήθως από ένα μέταλλο που ονομάζεται Inconel 718, ένα εξαιρετικά ισχυρό, ανθεκτικό στη διάβρωση, κράμα νικελίου-χρωμίου σε υψηλή θερμοκρασία.
Αυτό το μέταλλο τυπικά υποβάλλεται σε μηχανική κατεργασία, σκλήρυνση με βολή, έλξη, έλαση και συγκόλληση για τη δημιουργία του σχήματος και της μικροδομής που απαιτείται για να έχει τις επιθυμητές ιδιότητες υψηλής απόδοσης. Το μέταλλο χρησιμοποιείται συνήθως σε πυραυλοκινητήρες, κινητήρες τζετ, δοχεία πίεσης, αεριοστρόβιλους και άλλα εξαρτήματα. Αλλά η επεξεργασία μετάλλων είναι ακριβή. Για μέρη με πολύπλοκες γεωμετρίες και εσωτερικά χαρακτηριστικά, η άμεση κατασκευή (παραγωγή του προϊόντος στην τελική του μορφή) θα είναι το οικονομικό άγιο δισκοπότηρο.
Για να το επιτύχουν αυτό, οι ερευνητές στρέφονται στην κατασκευή πρόσθετων (AM), συγκεκριμένα στην τεχνολογία σύντηξης με λέιζερ σε σκόνη (LPBF), για να επιτύχουν "σχεδόν δίχτυ σχήμα", σχεδόν τελική κατασκευή εξαρτημάτων αεροδιαστημικής. Επειδή τα τρισδιάστατα αντικείμενα κατασκευάζονται στρώμα-στρώμα μέσω της κατασκευής πρόσθετων και διαφορετικά μέρη του υλικού έχουν διαφορετικούς ρυθμούς ψύξης, σχηματίζεται μια ποικιλία διατομών και μικροδομών. Η πρόκληση είναι ότι οι θερμικές συνθήκες του LPBF έχουν ως αποτέλεσμα τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες που δεν είναι στο επίπεδο που απαιτείται για το τελικό προϊόν.
Οι θερμικές επεξεργασίες μετά τη διαδικασία μπορούν να βοηθήσουν στην αποκατάσταση των επιθυμητών ιδιοτήτων, αλλά η επινόηση των πιο αποτελεσματικών μεθόδων επεξεργασίας διατηρώντας τη μικροδομή στόχου απαιτεί σημαντική υπολογιστική ισχύ.
Το United Technologies Research Center (UTRC), σε συνεργασία με την Pratt & Whitney και την UTC Aerospace Systems, αναπτύσσει ένα μοντέλο διαδικασίας βασισμένο στη φυσική για την πρόβλεψη της μικροδομής των δομικών μερών αεροδιαστημικής που κατασκευάζονται πρόσθετα από υπερκράματα νικελίου.
