Группа инженеров из Массачусетского технологического института сообщает о простом и недорогом методе подготовки материала Inconel 718, армированного керамическим нановолокном, для использования в процессах аддитивного производства металлических PBF. Исследовательская группа считает, что их метод укрепления металлических порошков, напечатанных на 3D-принтере, с помощью керамических нанопроволок можно также использовать для улучшения многих других материалов. Ключевые материалы для многих важных применений в аэрокосмической отрасли и производстве энергии должны выдерживать экстремальные условия, такие как высокая температура и растягивающее напряжение, без разрушения. Таким образом, этот новый усиленный суперсплав, разработанный Массачусетским технологическим институтом, имеет широкий спектр применений в таких сложных областях, как аэрокосмическая промышленность.
«Разработка материалов, более подходящих для экстремальных условий, всегда является для нас острой необходимостью, и мы считаем, что этот подход будет иметь значение для других материалов в будущем», — сказал Джу Ли, профессор ядерной инженерии Battelle Energy Alliance и профессор кафедры ядерной энергетики Массачусетского технологического института. Материаловедение и инженерия (DMSE). огромный потенциал».
Исследование было опубликовано в выпуске Additive Manufacturing от 5 апреля в статье под названием «Упрочнение аддитивного производства Inconel 718 за счет образования на месте нанокарбидов и силицидов» Ли из Лаборатории исследования материалов (MRL). Он является одним из трех авторов-корреспондентов статьи. Двумя другими авторами-корреспондентами являются профессор Чен Вен из Массачусетского университета в Амхерсте и профессор А. Джон Харт с факультета машиностроения Массачусетского технологического института.
картина
Ссылки на соответствующие документы:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?через процент 3Dihub=
картина
△Обзор бумажных фотографий
Соавторами статьи являются постдоки Эмре Текоглу и Александр О'Брайен из Департамента ядерной науки и техники Массачусетского технологического института (NSE); Александр Д. О'Брайен, аспирант NSE; и Лю из Университета Массачусетса в Амхерсте. здоровый. Другими авторами являются Baoming Wang, постдок DMSE в Массачусетском технологическом институте; Сина Кавак из Стамбульского технического университета; исследователь MRL Юн Чжан; аспирант DMSE Со Ён Ким; аспирант NSE Ван Шитонг; и Дуйгу Агаогуллари из Стамбульского технического университета. Это исследование было поддержано Eni SpA через MIT Energy Initiative, Национальный научный фонд и ARPA-E.
картина
△ Соавторами исследования являются (слева направо): Цзянь Лю из Массачусетского университета в Амхерсте, а также Эмре Текоглу и Александр О'Брайен из Массачусетского технологического института.
лучшая производительность
Метод исследовательской группы основан на материале Inconel 718, популярном «суперсплаве», используемом в приложениях аддитивного производства, которые должны выдерживать экстремальные условия, такие как 700 градусов по Цельсию (около 1300 градусов по Фаренгейту). Команда пишет, что они измельчили коммерческий порошок Inconel 718 с небольшим количеством керамических нановолокон, в результате чего на поверхности частиц Inconel образовалось однородное покрытие нанокерамики.
Полученный порошок затем используется для изготовления деталей методом лазерного сплавления в порошковом слое. Исследователи обнаружили, что детали, изготовленные из нового порошка, имеют значительно меньшую пористость и трещины, чем детали, изготовленные только из Inconel718. А это, в свою очередь, приводит к значительному увеличению прочности деталей, что также дает много других преимуществ. Например, они более пластичны, или растяжимы, обладают лучшей устойчивостью к радиационным и высокотемпературным нагрузкам.
«Кроме того, сам процесс упрочнения недорог и работает с существующими 3D-принтерами. Просто используйте наш порошок, и вы получите лучшую производительность», — сказал Ли.
Сюй Сун, доцент Китайского университета Гонконга, не участвовавший в этой работе, прокомментировал: «В этой статье авторы предлагают новый метод печати композитов с металлической матрицей из сплава 718 на основе никеля, армированных керамическими нановолокнами. индуцирует процесс лазерного плавления Растворение керамики на месте повышает термостойкость и прочность Inconel 718. Кроме того, упрочнение на месте уменьшает размер зерна и устраняет дефекты 3D-печать будущих металлических сплавов, в том числе модификация высокопрочных медь с отражательной способностью и суперсплав, препятствующий разрушению, явно выиграли бы от этой технологии».
картина
△Исследовательская группа из Массачусетского технологического института сообщает о простом и недорогом методе подготовки основных армирующих материалов для применения в аэрокосмической и ядерной энергетике. «Бобёр» и другие фигуры на печатной подложке на этой фотографии были созданы с использованием новой технологии. Фото предоставлено Александром О'Брайеном.
огромное новое пространство
Профессор Ли сказал: «Эта работа может открыть огромное новое пространство для проектирования сплавов, потому что ультратонкие слои металлического сплава, напечатанные на 3D-принтере, можно охлаждать намного быстрее, чем объемные компоненты, изготовленные с использованием обычных процессов затвердевания расплава. Поэтому многие правила химического состава, которые применимо к литью, кажется, не применимо к этому виду 3D-печати. Таким образом, у нас есть гораздо большее композиционное пространство для изучения добавления неблагородных металлов в керамику».
Эмре Текоглу, один из ведущих авторов исследовательской работы, добавил: «Эта композиция является одной из первых, которые мы разработали, поэтому очень интересно добиться таких результатов в реальной жизни. Есть еще много возможностей для исследований. , Мы продолжим исследования Новая рецептура композита Inconel наконец-то привела к разработке материалов, способных выдерживать более экстремальные условия».
Другой ведущий автор, Александр О'Брайен, заключает: «Точность и масштабируемость, обеспечиваемые 3D-печатью, открывают новые миры возможностей для дизайна материалов. проектирование будущего атомного, аэрокосмического и энергетического производства.
