CuCrZr-legeringer kan brukes ikke bare ved romtemperatur, men også i høye-temperaturmiljøer. Forskere fra Beijing General Research Institute of Nonferrous Metals og andre institusjoner studerte strekk- og termiske egenskaper til kobberlegeringer produsert av laserpulverbed (LPBF) ved høye temperaturer (600 grader).
1,3D-printing og varmebehandling av CuCrZr-legering
Denne studien brukte CuCrZr-pulver med en partikkelstørrelse på 10-69 μm for å skrive ut på et 316L-substrat ved bruk av grønn laserutskrift.
Direkte aldring varmebehandling: 500 grader × 1 time, ovnskjøling.
2,Høy-termisk ledningsevne for CuCrZr-legering
Innenfor temperaturområdet 25 grader til 900 grader økte den spesifikke varmekapasiteten til CuCrZr-legeringer fremstilt av LPBF fra 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ til 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; den termiske diffusiviteten (T) sank fra 99 mm²·s⁻1 til 65 mm²·s⁻1; og den termiske ledningsevnen λ(T) sank fra 329 W·m⁻1·K⁻1 til 287 W·m⁻1·K⁻1.
3, Høy-strekkegenskaper til CuCrZr-legeringer fremstilt av LPBF.
Romtemperatur: Strekkfasthet (UTS): 585 MPa, Forlengelse (EL): 14,4 %;
100 grader: Strekkstyrken reduseres til 482 MPa, mens plastisiteten forbedres, og forlengelsen er 18,0 %;
300 grader: Legeringsstyrke og plastisitet øker litt (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 grader : Styrke og plastisitet begynner å avta samtidig (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), på hvilket tidspunkt den duktile-sprø overgangen inntreffer;
700 grader : Legeringsstrekkegenskaper forringes betydelig (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, Påvirkning av produksjonsmetode på høye-temperaturegenskapene til CuCrZr-legering.
5, Innenfor det høye-temperaturområdet på 300–700 grader er strekkstyrken
egenskaper oppnådd i denne studien er sammenlignbare med de til lignende additivt produserte CuCrZr-legeringer.
I en annen studie, ved temperaturer under 300 grader, var de termiske egenskapene til CuCrZr-legeringer fremstilt ved elektronstrålepulversjiktsmelting (EB-PBF), uavhengig av om de var i klargjort eller varme-behandlet tilstand, betydelig overlegne i forhold til prøver med laserpulverbedsmelting (LPBF). Mekanismen er som følger:
①. Forskjell i energiabsorpsjon
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80 %) enn nær-infrarøde/grønne laserstråler (10–74 %).
②. Pulverlags tykkelse Effekt
Lagtykkelsen til EB-PBF-prosessen (50–70 μm) er vanligvis større enn for LPBF (20–40 μm). Et tykkere pulverlag fører til redusert kjølehastighet.
③.Mikrostrukturutvikling: Den gjentatte smeltingen og størkningen under LPBF-prosessen genererer en høy dislokasjonstetthet, noe som resulterer i en betydelig høyere restspenning sammenlignet med EB-PBF-prøven.
④. Forskjeller i skannestrategier
C.EB-PBF bruker en enkel 0 grader /90 grader /180 graders rotasjonsskanning, noe som resulterer i grove, vanlige korn og en sterk<100>fiber tekstur; mens LPBFs 67 graders rotasjonsskanning fører til en uregelmessig,-finkornet struktur og danner en sterk<110>fibertekstur langs formingsretningen.
Oppsummert, de kombinerte effektene av restspenning, krystallorientering og finkornstruktur resulterer i at LPBF-preparerte legeringer har dårligere termiske egenskaper sammenlignet med EB-PBF-prøver, men overlegne mekaniske egenskaper.
6, Materialproduksjon av tørre varer
① CuCrZr-legeringen viser gode strekkegenskaper ved 600 grader (strekkstyrke UTS: 180 MPa, forlengelse EL: 6,1%). Dislokasjon-til-dislokasjonsinteraksjoner, høy-densitetskropp-sentrert kubisk nanoskala Cr og Zr-rike utfellinger, store-korngrenser og undertrykt rekrystallisering bidrar til å opprettholde disse gode strekkegenskapene ved høye temperaturer.
② Denne legeringen viser utmerket varmeledningsevne, som avtar litt til omtrent 290 W/(m·K) ved 600 grader. Dette tilskrives gjenværende bcc nanoskala Cr og Zr-rike utfellinger og reduksjonen av dislokasjoner med høy-tetthet. Nedgangen i termisk ledningsevne med økende temperatur skyldes kontinuerlig statisk utvinning og statisk omkrystallisering, noe som fører til over-aldring, presipitataggregering og fononspredning forårsaket av krystalldefekter og invers spredning.
