তাপ চিকিত্সা কি ধাতুর স্ফটিক কাঠামো পরিবর্তন করে?

ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার কী এবং কেন আপনার যত্ন নেওয়া উচিত?

ধাতু সব সময় শক্ত নয় - এটি শস্য দিয়ে তৈরি

ধাতুগুলি শস্য নামক ক্ষুদ্র স্ফটিক নিয়ে গঠিত। প্রতিটি শস্যের একটি আদেশকৃত পারমাণবিক জালি রয়েছে এবং শস্য শস্যের সীমানায় মিলিত হয়। শস্যের আকার, আকৃতি, অভিযোজন, এবং তাদের ভিতরের পর্যায়গুলি যান্ত্রিক আচরণ নিয়ন্ত্রণ করে।

উপমা: একটি দেয়ালের কথা ভাবুন। সুন্দরভাবে স্তুপীকৃত অভিন্ন ইট (সূক্ষ্ম, ইকুয়াক্সড দানা) একটি শক্তিশালী, সামঞ্জস্যপূর্ণ কাঠামো তৈরি করে। বিভিন্ন আকারের এলোমেলোভাবে স্তূপ করা পাথর (মোটা বা কলামার দানা) দুর্বল বিন্দু তৈরি করে।

কিভাবে ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার বাস্তব-ওয়ার্ল্ড পার্ট পারফরম্যান্সকে প্রভাবিত করে

সূক্ষ্ম শস্য → উচ্চ শক্তি এবং ভাল ক্লান্তি প্রতিরোধ (হল-পেচ সম্পর্ক)।

মোটা দানা → উত্তম উচ্চ-তাপমাত্রা ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা।

অ্যানিসোট্রপি → SLM অংশগুলি প্রায়শই কলামার দানার কারণে বিল্ড দিক (Z) বনাম অনুভূমিক (XY) বরাবর ভিন্নভাবে কাজ করে।

অভ্যন্তরীণ শস্য গঠন প্রতিকূল হলে একটি দৃশ্যত নিখুঁত অংশ লোড অধীনে ব্যর্থ হতে পারে।

SLM প্রক্রিয়া ক্রিস্টাল স্ট্রাকচারে কী করে?

সংযোজন ধাতু 3D প্রিন্টিং দ্বারা নির্মিত অনন্য মাইক্রোস্ট্রাকচার

SLM 10³–10⁶ ডিগ্রী / সেকেন্ডের শীতল হার জড়িত, অ- ভারসাম্যের কাঠামো তৈরি করে:

স্তম্ভের দানাগুলি বিল্ড দিক (Z-অক্ষ) বরাবর এপিটাক্সালিভাবে বৃদ্ধি পায়।

Ti-6Al-4V: Acicular ' martensite - খুব শক্তিশালী কিন্তু ভঙ্গুর।

AlSi10Mg: অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সে সুপার-সূক্ষ্ম ইউটেটিক সিলিকন নেটওয়ার্ক।

নিকেল সংকর: মৌলিক বিভাজন সহ ডেনড্রাইটিক কাঠামো।

ইস্পাত: প্রায়শই মার্টেনসিটিক।

এগুলি ঢালাই বা নকল সমতুল্য থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক, যার ফলে উচ্চ শক্তি কিন্তু কম নমনীয়তা এবং অ্যানিসোট্রপিসংযোজন ধাতু 3D প্রিন্টিংঅংশ

অবশিষ্ট স্ট্রেস এবং স্ফটিক কাঠামোর সাথে এর সম্পর্ক

দ্রুত তাপীয় গ্রেডিয়েন্টগুলি শস্যের সীমানা স্তরে চাপে লক করে। যেমন-নির্মিত SLM Ti-6Al-4V 600-900 MPa এর অবশিষ্ট স্ট্রেস প্রদর্শন করতে পারে, ক্র্যাকিং বা ওয়ারিং ঝুঁকিপূর্ণ।

তাপ চিকিত্সা কি স্ফটিক কাঠামো পরিবর্তন করে?

হ্যাঁ। তাপ চিকিত্সা পুনরুদ্ধার (স্ট্রেস রিলিফ), রিক্রিস্টালাইজেশন (নতুন শস্য গঠন), এবং শস্য বৃদ্ধি চালিত করে। সঠিক পরিবর্তনগুলি তাপমাত্রা, সময়, শীতল করার হার এবং খাদ রসায়নের উপর নির্ভর করে।

টাইটানিয়াম অ্যালয়েস (Ti-6Al-4V)

যেমন-নির্মিত: প্রধানত অ্যাসিকুলার ' মার্টেনসাইট (শক্তিশালী কিন্তু কম নমনীয়তা)।

স্ট্রেস রিলিফ (600-750 ডিগ্রী): মার্টেনসাইট পচন শুরু করে।

সলিউশন ট্রিটমেন্ট + বার্ধক্য (STA) বা HIP (~900–950 ডিগ্রি +): ল্যামেলার বা ইকুয়াক্সড + গঠনে রূপান্তরিত করে, শক্তির ভারসাম্য বজায় রেখে নমনীয়তা এবং ক্লান্তি জীবনকে উন্নত করে।

অ্যানিলিং করার পর SLM টাইটানিয়াম মাইক্রোস্ট্রাকচার ভঙ্গুর মার্টেনসাইট থেকে আরও সুষম + পর্যায়ে স্থানান্তরিত হয়।

স্টেইনলেস স্টিল (316L এবং 17-4PH)

316L: Austenitic এবং অপেক্ষাকৃত স্থিতিশীল। তাপ চিকিত্সা প্রধানত স্ট্রেস থেকে মুক্তি দেয় এবং প্রধান পর্যায়ে পরিবর্তন ছাড়াই সমজাতীয় করে, যদিও এটি অ্যানিসোট্রপি হ্রাস করে।

17-4PH: যেমন-বিল্ট মার্টেনসিটিক। সমাধান annealing austenite ফিরে; বার্ধক্য পর্যায়গুলিকে শক্তিশালী করে তোলে। 316L এর চেয়ে তাপ চিকিত্সার জন্য অনেক বেশি প্রতিক্রিয়াশীল।

অ্যালুমিনিয়াম খাদ (AlSi10Mg)

যেমন-নির্মিত: খুব সূক্ষ্ম সিলিকন নেটওয়ার্ক দ্রুত দৃঢ়করণের মাধ্যমে উচ্চ শক্তি প্রদান করে। T6 চিকিত্সা: সমাধান করা নেটওয়ার্ক দ্রবীভূত করে; বার্ধক্য পর্যায়গুলিকে শক্তিশালী করে তোলে। সিলিকন কণা মোটা হয়ে যায় (অস্টওয়াল্ড পাকা), নমনীয়তা উন্নত করে কিন্তু প্রায়শই শিখর শক্তি কিছুটা কমিয়ে দেয়।

SLM অ্যালুমিনিয়াম খাদ অংশগুলির জন্য সর্বোত্তম তাপ চিকিত্সার জন্য অতিরিক্ত বিকৃতি বা অতিরিক্ত{0}}মোটা হওয়া এড়াতে সতর্ক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।

নিকেল সুপারঅ্যালয় (IN625, IN718)

যেমন-নির্মিত: Nb/Mo পৃথকীকরণ সহ ডেনড্রাইটিক। সমজাতীয়করণ + সমাধান + দ্বিগুণ বার্ধক্য: বিচ্ছিন্নতা হ্রাস করে, শক্তিশালী করে '' অবক্ষয়। সমজাতীয়করণ এড়িয়ে যাওয়া অ্যাডিটিভ মেটাল 3D প্রিন্টিং IN718 অংশে অসামঞ্জস্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্যের দিকে পরিচালিত করে।

টুল স্টিল এবং ম্যারেজিং স্টিল (MS1 / 18Ni300)

যেমন-নির্মিত: মার্টেনসিটিক ম্যাট্রিক্স। বার্ধক্য (480-520 ডিগ্রি): মার্টেনসাইট ম্যাট্রিক্সের মধ্যে সূক্ষ্ম আন্তঃধাতু অবক্ষেপ (Ni₃Ti, ইত্যাদি) গঠন করে। ন্যূনতম মাত্রিক পরিবর্তনের সাথে কঠোরতা উল্লেখযোগ্যভাবে লাফিয়ে (যেমন, ~38 HRC → 50–54 HRC)।

তুলনা টেবিল

কিভাবে ক্রিস্টাল গঠন পরিবর্তন যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে

শক্তি বনাম নমনীয়তা বাণিজ্য-বন্ধ

তাপ চিকিত্সা প্রায়শই অনেক ভাল প্রসারণ এবং বলিষ্ঠতার জন্য কিছু চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তির ব্যবসা করে। এই ভারসাম্য বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অপরিহার্য।

ক্লান্তি জীবন - শস্য কাঠামো দ্বারা সর্বাধিক প্রভাবিত সম্পত্তি

স্তম্ভের দানাগুলি-নির্মিত অংশ হিসাবে ফাটল বিস্তারের জন্য দুর্বল পথ তৈরি করে। যথাযথ তাপ চিকিত্সার পরে পুনরায় ক্রিস্টালাইজেশন এবং শস্যের সীমানা পরিবর্তন 20-40% বা তার বেশি ক্লান্তি জীবনকে উন্নত করতে পারে।

তাপ চিকিত্সার পরে অ্যানিসোট্রপি হ্রাস

যেমন-নির্মিত SLM অংশগুলি: XY বৈশিষ্ট্যগুলি প্রায়শই Z-এর তুলনায় 15-25% ভাল৷ সঠিক চিকিত্সা এই ব্যবধানটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে সংকুচিত করে, বহু-মুখী লোডিংয়ের জন্য গুরুত্বপূর্ণ৷

কীভাবে তাপ চিকিত্সা প্রাথমিকভাবে এই মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে 3D মুদ্রিত অংশগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে।

বাস্তব দৃশ্যকল্প

দৃশ্যকল্প 1 - টাইটানিয়াম অ্যারোস্পেস কম্পোনেন্ট হিসেবে-বিল্ট মার্টেনসিটিক যন্ত্রাংশ ইমপ্যাক্ট টেস্টিংয়ে ফাটল। STA ট্রিটমেন্ট + গঠন তৈরি করার পরে, অভিন্ন জ্যামিতি মার্জিনের সাথে পাস করা হয়েছে।

দৃশ্যকল্প 2 - অ্যালুমিনিয়াম প্রোটোটাইপ একটি অযোগ্য সরবরাহকারীর দ্বারা অত্যধিক আক্রমণাত্মক T6 অত্যধিক শস্য মোটা এবং 0.4 মিমি বিকৃতি ঘটায়। নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়া সহ একটি যোগ্য সংযোজন ধাতু 3D প্রিন্টিং প্রস্তুতকারক এটি প্রতিরোধ করেছে।

দৃশ্যকল্প 3 - IN718 টারবাইন পার্ট স্কিপড সমজাতীয়করণ ±8 HRC পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে। সম্পূর্ণ পুনরায়-প্রসেসিং দ্বিগুণ খরচ।