Additive manufacturing of Ni-base superalloys: Processing, heat treatment, productivity, and properties
Översikt
Evenemanget har passerat
- Datum:Startar 9 maj 2025, 09:00Slutar 9 maj 2025, 13:00
- Plats:Virtual Development Laboratory (VDL), Chalmers Tvärgata 4C
- Språk:English
Opponent:
Professor K. A. Christofidou, University of Sheffield, United Kingdom
De flesta metallegeringar är starka vid rumstemperatur men tappar styrka när temperaturen stiger. Superlegeringar behåller dock sin styrka i tusentals timmar vid temperaturer nära deras smältpunkt. Dessa material är avgörande för flygplansmotorer och turbiner för kraftgenerering. Ingenjörer undersöker 3D-printing av superlegeringar för att förbättra dessa maskiners prestanda och effektivitet. 3D-printatsuperlegeringar är dock utmanande på grund av sprickbildning, förlust av hållbarhet vid hög temperatur och kostnad. Att förstå och lösa dessa metallurgiska frågor är fokus för denna avhandling.
Superlegeringar är komplexa och innehåller ofta över tio grundämnen. Vi fick veta att de kemiska grundämnena bor och zirkonium, som bara utgör 1 av 1000 atomer, påverkar sprickbildningen under 3D-printing. Men dessa element är viktiga för att upprätthålla hållfasthet vid hög temperatur och kan inte tas bort från legeringen. Genom att experimentera med olika sammansättningar och studera smält- och frysbeteenden hittade vi ett sätt att förhindra sprickor samtidigt som vi bevarar styrkan.
Vår forskning visade att storleken och formen på de små kristallerna kornen som utgör superlegeringen är avgörande för långvarig hållbarhet vid höga temperaturer. Den första värmebehandlingen som appliceras direkt efter 3D-printing är särskilt viktig eftersom den kan förändra kornens storlek, form och gränskaraktär.
I 3D-printing smälter en laser lager av metallpulver för att bygga delar. Våra tester visade att ökad tjocklek på metallpulverlagren kan minska kostnaderna men kan befordra defekter. Trots detta förblir egenskaperna jämförbar med konventionellt tillverkad material.
Sammanfattningsvis håller 3D-printing på att bli en värdefull metod för tillverkning av superlegeringar, med potential att förbättra hållbarhet och prestanda inom energi- och flyg.
Superlegeringar är komplexa och innehåller ofta över tio grundämnen. Vi fick veta att de kemiska grundämnena bor och zirkonium, som bara utgör 1 av 1000 atomer, påverkar sprickbildningen under 3D-printing. Men dessa element är viktiga för att upprätthålla hållfasthet vid hög temperatur och kan inte tas bort från legeringen. Genom att experimentera med olika sammansättningar och studera smält- och frysbeteenden hittade vi ett sätt att förhindra sprickor samtidigt som vi bevarar styrkan.
Vår forskning visade att storleken och formen på de små kristallerna kornen som utgör superlegeringen är avgörande för långvarig hållbarhet vid höga temperaturer. Den första värmebehandlingen som appliceras direkt efter 3D-printing är särskilt viktig eftersom den kan förändra kornens storlek, form och gränskaraktär.
I 3D-printing smälter en laser lager av metallpulver för att bygga delar. Våra tester visade att ökad tjocklek på metallpulverlagren kan minska kostnaderna men kan befordra defekter. Trots detta förblir egenskaperna jämförbar med konventionellt tillverkad material.
Sammanfattningsvis håller 3D-printing på att bli en värdefull metod för tillverkning av superlegeringar, med potential att förbättra hållbarhet och prestanda inom energi- och flyg.