A CuCrZr ötvözetek nem csak szobahőmérsékleten használhatók, hanem magas{0}}hőmérsékletű környezetben is. A Pekingi Nemvasfémek Általános Kutatóintézete és más intézmények kutatói a lézerporágyon (LPBF) magas hőmérsékleten (600 fokon) előállított rézötvözetek szakítószilárdsági és termikus tulajdonságait tanulmányozták.
CuCrZr ötvözet 1,3D nyomtatása és hőkezelése
Ebben a tanulmányban 10-69 μm részecskeméretű CuCrZr port használtak 316 literes hordozóra történő nyomtatáshoz zöld lézernyomtatással.
Közvetlen öregedési hőkezelés: 500 fok × 1h, kemencehűtés.
2, CuCrZr ötvözet magas hőmérsékletű{1}}hővezető képessége
A 25 °C és 900 °C közötti hőmérsékleti tartományban az LPBF-fel előállított CuCrZr ötvözetek fajlagos hőkapacitása 0,38 J·g-¹·K-1-ről 0,50 J·g-¹·K-1-re nőtt; a termikus diffúzió (T) 99 mm2·s-1-ről 65 mm2·s-1-re csökkent; és a λ(T) hővezető képesség 329 W·m-¹·K-1-ről 287 W·m-¹·K-1-re csökkent.
3, Az LPBF által készített CuCrZr ötvözetek magas hőmérsékletű szakító tulajdonságai-.
Szobahőmérséklet: Szakítószilárdság (UTS): 585 MPa, Megnyúlás (EL): 14,4%;
100 fok: a szakítószilárdság 482 MPa-ra csökken, miközben a plaszticitás javul, a nyúlás pedig 18,0%;
300 fok: Az ötvözet szilárdsága és plaszticitása enyhén nő (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 fok: A szilárdság és a plaszticitás egyszerre kezd csökkenni (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), ekkor következik be a képlékeny -rideg átmenet;
700 fok : Az ötvözet szakító tulajdonságai jelentősen romlanak (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, A gyártási módszer hatása a CuCrZr ötvözet magas hőmérsékletű -hőmérsékletű tulajdonságaira.
5,A magas,-300–700 fokos hőmérsékleti tartományban a szakítószilárdság
Az ebben a vizsgálatban kapott tulajdonságok összehasonlíthatók a hasonló, adalékanyaggal előállított CuCrZr ötvözetek tulajdonságaival.
Egy másik tanulmányban 300 fok alatti hőmérsékleten az elektronsugaras porágyas olvasztással (EB-PBF) előállított CuCrZr ötvözetek termikus tulajdonságai, függetlenül attól, hogy előkészített vagy hőkezelt állapotban voltak, szignifikánsan jobbak voltak, mint a lézerporágyas olvasztási (LPBF) mintáké. A mechanizmus a következő:
①. Különbség az energiaelnyelésben
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%), mint a közeli infravörös/zöld lézersugarak (10–74%).
②. Porréteg vastagsági hatás
Az EB-PBF eljárás rétegvastagsága (50–70 μm) jellemzően nagyobb, mint az LPBF (20–40 μm). A vastagabb porréteg csökkenti a hűtési sebességet.
③. Mikrostruktúra evolúció: Az LPBF folyamat során az ismételt olvadás és megszilárdulás nagy diszlokációs sűrűséget generál, ami lényegesen nagyobb maradékfeszültséget eredményez az EB-PBF mintához képest.
④. Különbségek a szkennelési stratégiákban
C.EB-A PBF egyszerű 0 fokos /90 fokos / 180 fokos forgási letapogatást alkalmaz, ami durva, szabályos szemcséket és erős<100>rost textúra; míg az LPBF 67 fokos elforgatása szabálytalan,{1}}finom szemcsés szerkezetet eredményez, és erős<110>szál textúrája az alakítás iránya mentén.
Összefoglalva, a maradék feszültség, a kristály orientáció és a finomszemcsés szerkezet együttes hatásai azt eredményezik, hogy az LPBF{0}}előállított ötvözetek termikus tulajdonságai gyengébbek az EB-PBF mintákhoz képest, de jobbak a mechanikai tulajdonságai.
6, Anyaggyártás szárazáru
① A CuCrZr ötvözet 600 fokon jó szakító tulajdonságokat mutat (szakítószilárdság UTS: 180 MPa, nyúlás EL: 6,1%). A diszlokáció---diszlokáció kölcsönhatások, a nagy-sűrűségű test-központú, köbös nanoméretű Cr és Zr-dús csapadékok, a nagy-szögű szemcsehatárok és az elnyomott átkristályosodás hozzájárulnak ezeknek a jó szakítótulajdonságoknak a magas hőmérsékleten való megőrzéséhez.
② Ez az ötvözet kiváló hővezető képességgel rendelkezik, amely 600 fokon enyhén, körülbelül 290 W/(m·K) értékre csökken. Ez a maradék bcc nanoméretű Cr és Zr{3}}ban gazdag csapadéknak és a nagy-sűrűségű diszlokációk csökkenésének tulajdonítható. A hővezető képesség csökkenése a hőmérséklet emelkedésével a folyamatos statikus visszanyerésnek és a statikus átkristályosodásnak köszönhető, ami túlöregedéshez, csapadékaggregációhoz és a kristályhibák és az inverz szórás okozta fononszóráshoz vezet.
