CuCrZr сплавите могат да се използват не само при стайна температура, но и в среда с висока-температура. Изследователи от Пекинския генерален изследователски институт за цветни метали и други институции изследваха свойствата на опън и термичните свойства на медни сплави, произведени чрез лазерен прахов слой (LPBF) при високи температури (600 градуса).
1,3D печат и термична обработка на сплав CuCrZr
Това проучване използва прах CuCrZr с размер на частиците 10-69 μm за отпечатване върху субстрат 316L, използвайки зелен лазерен печат.
Термична обработка с директно стареене: 500 градуса × 1 час, охлаждане в пещ.
2,Високо{1}}температурна топлопроводимост на CuCrZr сплав
В рамките на температурния диапазон от 25 градуса до 900 градуса, специфичният топлинен капацитет на CuCrZr сплавите, получени от LPBF, се увеличава от 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ до 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; коефициентът на топлопроводимост (T) намалява от 99 mm²·s⁻¹ до 65 mm²·s⁻¹; и топлопроводимостта λ(T) намалява от 329 W·m⁻¹·K⁻¹ до 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3, Високотемпературни свойства на опън на CuCrZr сплави, получени от LPBF.
Стайна температура: Якост на опън (UTS): 585 MPa, Удължение (EL): 14,4%;
100 градуса: Якостта на опън намалява до 482 MPa, докато пластичността се подобрява и удължението е 18,0%;
300 градуса: Якостта и пластичността на сплавта се увеличават леко (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 градуса: Якостта и пластичността започват да намаляват едновременно (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), в който момент настъпва преходът на пластично-крехко;
700 градуса: Свойствата на опън на сплавта се влошават значително (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, Влияние на метода на производство върху високо{1}}температурните свойства на сплавта CuCrZr.
5, В рамките на висок-температурен диапазон от 300–700 градуса, якостта на опън
свойствата, получени в това изследване, са сравними с тези на подобни адитивно произведени CuCrZr сплави.
В друго изследване, при температури под 300 градуса, термичните свойства на CuCrZr сплави, получени чрез електронно лъчево топене на прахов слой (EB-PBF), независимо от това дали са били в подготвено или топлинно{2}}обработено състояние, са значително по-добри от тези на пробите с лазерно топене на прахов слой (LPBF). Механизмът е следният:
①.Разлика в усвояването на енергия
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) в сравнение с близки-инфрачервени/зелени лазерни лъчи (10–74%).
②. Ефект на дебелината на слоя прах
Дебелината на слоя при процеса EB-PBF (50–70 μm) обикновено е по-голяма от тази на LPBF (20–40 μm). По-дебел прахов слой води до намалена скорост на охлаждане.
③. Развитие на микроструктурата: Повтарящото се топене и втвърдяване по време на процеса LPBF генерира висока плътност на дислокации, което води до значително по-високо остатъчно напрежение в сравнение с пробата EB-PBF.
④.Разлики в стратегиите за сканиране
C.EB-PBF използва просто ротационно сканиране на 0 градуса /90 градуса /180 градуса, което води до груби, правилни зърна и силна<100>текстура на влакна; докато ротационното сканиране на 67 градуса на LPBF води до неравномерна, фино-зърнеста структура и образува силна<110>текстура на влакната по посока на формоване.
В обобщение, комбинираните ефекти от остатъчното напрежение, ориентацията на кристалите и структурата на фините зърна водят до сплави, получени от LPBF-, които имат по-ниски термични свойства в сравнение с пробите от EB-PBF, но превъзходни механични свойства.
6, Производство на сухи стоки
① Сплавта CuCrZr показва добри свойства на опън при 600 градуса (якост на опън UTS: 180 MPa, удължение EL: 6,1%). Взаимодействията между-в-дислокациите, богатите на Cr и Zr-утайки с висока{6}}плътност-центрирани кубични наномащаби, широко-ъглови граници на зърната и потиснатата рекристализация допринасят за поддържането на тези добри свойства на опън при високи температури.
② Тази сплав показва отлична топлопроводимост, която леко намалява до приблизително 290 W/(m·K) при 600 градуса. Това се дължи на остатъчните bcc наноразмерни утайки на Cr и Zr- и намаляването на дислокациите с висока-плътност. Намаляването на топлопроводимостта с повишаване на температурата се дължи на непрекъснатото статично възстановяване и статична рекристализация, което води до свръх-стареене, агрегиране на утайки и фононно разсейване, причинено от кристални дефекти и обратно разсейване.
