Miksi Inconel 718:aa kutsutaan superseokseksi?
Ilmailu-, puolustus- ja energiateollisuutemme perusta on rakentaa komponentteja, jotka kestävät äärimmäistä lämpöä ja painetta. Nämä osat on tyypillisesti valmistettu metallista nimeltä Inconel 718, joka on erittäin vahva, korroosionkestävä, korkean lämpötilan nikkeli-kromiseos.
Tämä metalli tyypillisesti koneistetaan, sorvataan, vedetään, valssataan ja hitsataan muodon ja mikrorakenteen luomiseksi, joka vaaditaan haluttujen korkean suorituskyvyn ominaisuuksien saavuttamiseksi. Metallia käytetään yleisesti rakettimoottoreissa, suihkumoottoreissa, paineastioissa, kaasuturbiineissa ja muissa komponenteissa. Mutta metallin käsittely on kallista. Osien, joilla on monimutkaiset geometriat ja sisäiset ominaisuudet, suora valmistus (tuotteen valmistaminen lopullisessa muodossaan) on taloudellinen pyhä malja.
Tämän saavuttamiseksi tutkijat ovat siirtymässä additiiviseen valmistukseen (AM), erityisesti laserjauhepetifuusiotekniikkaan (LPBF) saavuttaakseen "lähes verkkomuodon", lähes lopullisen ilmailu-avaruuskomponenttien valmistuksen. Koska 3D-objekteja rakennetaan kerros kerrokselta additiivisen valmistuksen avulla ja materiaalin eri osilla on erilaiset jäähdytysnopeudet, muodostuu erilaisia poikkileikkauksia ja mikrorakenteita. Haasteena on, että LPBF:n lämpöolosuhteet johtavat mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin, jotka eivät ole lopputuotteen edellyttämällä tasolla.
Prosessin jälkeiset lämpökäsittelyt voivat auttaa palauttamaan halutut ominaisuudet, mutta tehokkaimpien käsittelymenetelmien kehittäminen samalla kun tavoitemikrorakenne säilyy, vaatii huomattavaa laskentatehoa.
United Technologies Research Center (UTRC) kehittää yhteistyössä Pratt & Whitneyn ja UTC Aerospace Systemsin kanssa fysiikkaan perustuvaa prosessimallia ennustamaan lisäaineella valmistettujen nikkelisuperseoksista valmistettujen ilmailuteollisuuden rakenneosien mikrorakennetta.
