Miért nevezik az Inconel 718-at szuperötvözetnek?
Repülési, védelmi és energiaiparunk alapja az olyan építőelemek, amelyek ellenállnak a szélsőséges hőnek és nyomásnak. Ezek az alkatrészek jellemzően Inconel 718 nevű fémből készülnek, amely egy rendkívül erős, korrózióálló, magas hőmérsékletű nikkel-króm ötvözet.
Ezt a fémet jellemzően megmunkálják, sörételve, húzva, hengerelve és hegesztve állítják elő a kívánt nagy teljesítményű tulajdonságokhoz szükséges alakot és mikroszerkezetet. A fémet általában rakétahajtóművekben, sugárhajtóművekben, nyomástartó edényekben, gázturbinákban és egyéb alkatrészekben használják. De a fém feldolgozása drága. A bonyolult geometriájú és belső jellemzőkkel rendelkező alkatrészek esetében a közvetlen gyártás (a termék végső formájában történő előállítása) lesz a gazdasági szent grál.
Ennek elérése érdekében a kutatók az additív gyártás (AM), különösen a lézerporágy-fúziós (LPBF) technológia felé fordulnak, hogy elérjék a "közel nettó formát", a repülőgép-alkatrészek majdnem végleges gyártását. Mivel a 3D objektumok rétegről rétegre épülnek fel additív gyártás útján, és az anyag különböző részei eltérő hűtési sebességgel rendelkeznek, sokféle keresztmetszet és mikrostruktúra alakul ki. A kihívás az, hogy az LPBF termikus körülményei olyan mikroszerkezetet és mechanikai tulajdonságokat eredményeznek, amelyek nincsenek a végtermékhez szükséges szinten.
A folyamat utáni hőkezelések segíthetnek helyreállítani a kívánt tulajdonságokat, de a leghatékonyabb kezelési módszerek kidolgozása a cél mikrostruktúra megtartása mellett jelentős számítási teljesítményt igényel.
A United Technologies Research Center (UTRC) a Pratt & Whitney-vel és az UTC Aerospace Systems-szel együttműködve egy fizikán alapuló folyamatmodellt fejleszt, amellyel megjósolható a nikkel szuperötvözetekből készült additív gyártású repülőgép-szerkezeti alkatrészek mikroszerkezete.
