Stopy CuCrZr można stosować nie tylko w temperaturze pokojowej, ale także w środowiskach-o wysokiej temperaturze. Naukowcy z Pekińskiego Ogólnego Instytutu Badawczego Metali Nieżelaznych i innych instytucji badali właściwości rozciągające i termiczne stopów miedzi wytwarzanych za pomocą laserowego łoża proszkowego (LPBF) w wysokich temperaturach (600 stopni).
Druk 1,3D i obróbka cieplna stopu CuCrZr
W badaniu wykorzystano proszek CuCrZr o wielkości cząstek 10–69 μm do drukowania na podłożu 316L przy użyciu zielonego druku laserowego.
Bezpośrednia obróbka cieplna starzenia: 500 stopni × 1 godz., chłodzenie pieca.
2. Przewodność cieplna-w wysokiej temperaturze stopu CuCrZr
W zakresie temperatur od 25 do 900 stopni pojemność cieplna właściwa stopów CuCrZr przygotowanych metodą LPBF wzrosła z 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ do 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; dyfuzyjność cieplna (T) spadła z 99 mm²·s⁻¹ do 65 mm²·s⁻¹; a przewodność cieplna λ(T) spadła z 329 W·m⁻¹·K⁻¹ do 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3.Właściwości-wytrzymałości na rozciąganie w wysokich temperaturach stopów CuCrZr przygotowanych przez LPBF.
Temperatura pokojowa: Wytrzymałość na rozciąganie (UTS): 585 MPa, Wydłużenie (EL): 14,4%;
100 stopni: Wytrzymałość na rozciąganie spada do 482 MPa, poprawia się plastyczność, a wydłużenie wynosi 18,0%;
300 stopni: Wytrzymałość stopu i plastyczność nieznacznie wzrastają (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 stopni: wytrzymałość i plastyczność zaczynają jednocześnie spadać (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), w którym to momencie następuje przejście w plastyczność-kruchość;
700 stopni: Właściwości rozciągające stopu znacznie się pogarszają (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4. Wpływ metody wytwarzania na-właściwości wysokotemperaturowe stopu CuCrZr.
5. W zakresie-wysokich temperatur 300–700 stopni wytrzymałość na rozciąganie
właściwości uzyskane w tym badaniu są porównywalne z właściwościami podobnych, wytwarzanych addytywnie stopów CuCrZr.
W innym badaniu, w temperaturach poniżej 300 stopni, właściwości termiczne stopów CuCrZr przygotowanych metodą topienia proszków za pomocą wiązki elektronów (EB-PBF), niezależnie od tego, czy były one w stanie przygotowanym, czy-obrobionym cieplnie, były znacznie lepsze od próbek topionych laserowo w złożu proszkowym (LPBF). Mechanizm jest następujący:
①.Różnica w absorpcji energii
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) niż promienie lasera w bliskiej-podczerwieni/zielonej podczerwieni (10–74%).
②. Efekt grubości warstwy proszku
Grubość warstwy w procesie EB-PBF (50–70 μm) jest zazwyczaj większa niż w przypadku LPBF (20–40 μm). Grubsza warstwa proszku prowadzi do zmniejszonej szybkości chłodzenia.
③Ewolucja mikrostruktury: Powtarzające się topienie i krzepnięcie podczas procesu LPBF generuje wysoką gęstość dyslokacji, co skutkuje znacznie wyższymi naprężeniami szczątkowymi w porównaniu z próbką EB-PBF.
④.Różnice w strategiach skanowania
C.EB-PBF wykorzystuje prosty skan obrotowy 0 stopni/90 stopni/180 stopni, w wyniku czego uzyskuje się gruboziarniste, regularne ziarna i mocny<100>tekstura włókna; podczas gdy skan obrotowy LPBF pod kątem 67 stopni prowadzi do nieregularnej, drobno-ziarnistej struktury i tworzy mocny<110>teksturę włókien wzdłuż kierunku formowania.
Podsumowując, połączone skutki naprężenia szczątkowego, orientacji kryształów i drobnoziarnistej struktury powodują, że stopy przygotowane w LPBF-mają gorsze właściwości termiczne w porównaniu z próbkami EB-PBF, ale lepsze właściwości mechaniczne.
6, Produkcja materiałów suchych
① Stop CuCrZr wykazuje dobre właściwości rozciągające w temperaturze 600 stopni (wytrzymałość na rozciąganie UTS: 180 MPa, wydłużenie EL: 6,1%). Oddziaływania-do-dyslokacji, ciała o dużej-gęstości-centrowane sześcienne nanoskale Cr i Zr-wydzielenia bogate w-duże kąty granic ziaren i stłumiona rekrystalizacja przyczyniają się do utrzymania tych dobrych właściwości rozciągających w wysokich temperaturach.
② Stop ten wykazuje doskonałą przewodność cieplną, która nieznacznie spada do około 290 W/(m·K) w temperaturze 600 stopni. Przypisuje się to pozostałościowym osadom bogatym w Cr i Zr-w nanoskali bcc oraz ograniczeniu dyslokacji o dużej-gęstości. Spadek przewodności cieplnej wraz ze wzrostem temperatury wynika z ciągłego odzyskiwania ładunku elektrostatycznego i rekrystalizacji statycznej, co prowadzi do nadmiernego{{6}starzenia, agregacji wydzieleń i rozpraszania fononów spowodowanego defektami kryształów i rozpraszaniem odwrotnym.
