โลหะผสม อธิบายการแสดงผลในการวิจัยโลหะผสมของแต่ละสถาบัน

โลหะผสม ในปี พ.ศ. 2558 บรีฟ จากมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ ในสหราชอาณาจักรได้เตรียม FeCoCrNi โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง โดยการหลอมแบบเลือกด้วยเลเซอร์ ธัญพืชต่างๆ ได้รับการขัดเกลาภายใต้การดำเนินการร่วมกันของการไล่ระดับอุณหภูมิขนาดใหญ่ และการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว และความแข็งแรงของผลผลิตถึง 600 เมกะปาสคาล

มันคือทางเลือกที่ดีที่สุด สำหรับตัวอย่างการหลอมอาร์คในสุญญากาศ มากกว่า 3 ครั้ง ภายใต้การกระทำของสมการฮอล-เพทช์ และสารละลายของแข็งแบบเดี่ยว FeCoCrNi โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงมีความแข็งแรงสูง และความเหนียวที่ดีในเวลาเดียวกัน ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่ากระบวนการหลอมด้วยเลเซอร์แบบคัดเลือก ไม่เพียงแต่สามารถเตรียมโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงเท่านั้น แต่ยังได้รับคุณสมบัติเชิงกล ที่ตอบสนองความต้องการในการใช้งานด้านวิศวกรรมอีกด้วย

ในปี 2560 ฮาล จาก RWTH มหาวิทยาลัยอาเคิน ในเยอรมนี ได้เตรียมโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง CoCrFeMnNi โดยการสะสมด้วยเลเซอร์ โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง ที่สะสมไว้มีความหนาแน่นสูง ไม่มีการแยกตัวในระดับมหภาค มีความสม่ำเสมอทางเคมีที่ดี มีความแข็งเฉลี่ยของวิคเกอร์ที่ 195HV5 และกำลังรับแรงกดที่ 260 เมกะปาสคาล ซึ่งเหนือกว่าตัวอย่างที่ได้รับความร้อนทั่วไป

ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีการเคลือบผิวด้วยเลเซอร์ สำหรับการผลิตตัวอย่างโลหะผสม ที่มีค่าเอนโทรปีสูงในปริมาณมาก ในเวลาเดียวกัน ฮาสได้เสนอแนวคิดการออกแบบโลหะผสม ที่รวมแผนภาพเฟสของโลหะผสมที่สมดุล และสมการชีลที่ไม่สมดุล เพื่อทำนายองค์ประกอบเฟส และการกระจายองค์ประกอบของโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง

ในปี 2018 ซู จากสถาบันเทคโนโลยีการผลิตแห่งสิงคโปร์ ใช้การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือก เพื่อเตรียมโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง CoCrFeNiMn ที่มีความหนาแน่นสูงเกือบสมบูรณ์ บ่อหลอมเหลว เม็ดเรียงเป็นแนว โครงสร้างเซลล์ระดับย่อยไมครอน และการเคลื่อนที่ประกอบกันเป็นโครงสร้างเป็นชั้นๆ

การวิเคราะห์เชิงปริมาณ แสดงให้เห็นโครงสร้างเซลล์จะเพิ่มความแข็งแรง โดยผ่านการเสริมความแข็งแรงของการเคลื่อนที่ และเชื่อว่าคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ สามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น โดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการ กลยุทธ์การสแกน และทิศทางการประมวลผลให้เหมาะสมที่สุด

มหาวิทยาลัยซีอานเจียวทง มุ่งมั่นที่จะวิจัยการผลิตสารเติมแต่งของโลหะผสม ที่มีเอนโทรปีสูงที่ทนไฟ ศึกษากระบวนการขึ้นรูป และคุณสมบัติของ NbMoTaW โดยกระบวนการหลอมด้วยเลเซอร์แบบคัดเลือก มีการเตรียมตัวอย่างโลหะผสม NbMoTaW และทำการวิเคราะห์เฟส ผลปรากฏว่า โครงสร้างของโลหะผสมเป็นสารละลายของแข็งที่ไม่เป็นระเบียบในเฟสตัวลูกบาศก์เดียว

โลหะผสม NbMoTaW ก่อตัวเป็นคริสตัลแบบเรียงเป็นแนว ในกระบวนการหลอมแบบเลือกเฟ้น ด้วยเลเซอร์อัตราพลังงานสูง และสระหลอมละลายขนาดเล็กของโลหะ จะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะการเย็นตัว และเม็ดเล็กมากโดยเฉลี่ย จะได้ขนาด 20 ไมโครเมตร

ในขณะเดียวกัน มีองค์ประกอบทังสเตน ไนโอเบียม โมลิบดีนัม และแทนทาลัม จะกระจายอย่างสม่ำเสมอในโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง โดยไม่มีการแยกตัวเป็นจุณอย่างชัดเจน คุณสมบัติทางกลของโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง NbMoTaW ที่ผลิตโดยสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์ จะดีมากกว่าโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงอื่นๆ เช่น การหลอมด้วยอาร์ค

โดยการปรับองค์ประกอบของวัสดุให้เหมาะสม เพื่อควบคุมโครงสร้างจุลภาคของตัวอย่าง เฟสพลาสติกจะถูกเพิ่ม เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของสารเติมแต่ง ตัวอย่างการผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมเอนโทรปีสูง NbMoTaX ที่ได้รับมีกำลังอัดที่อุณหภูมิปกติ 2.3 องศาเซลเซียส และกำลังอัดที่อุณหภูมิสูง 1.0 องศาเซลเซียสที่ 800 องศาเซลเซียส

เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสม NbMoTa ก่อนการปรับองค์ประกอบให้เหมาะสม ประสิทธิภาพการบีบอัดที่อุณหภูมิห้องจะเพิ่มขึ้น 77.5 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพการบีบอัดที่อุณหภูมิสูงเพิ่มขึ้น 230 เปอร์เซ็นต์ จากการศึกษา พบว่าโลหะผสมเอนโทรปีสูง ที่เกิดขึ้นสำหรับการผลิตแบบเติมเนื้อ มีความหนาแน่นต่ำกว่า 9.0 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงบางส่วนนั้น สูงกว่าซูเปอร์อัลลอยแบบดั้งเดิม มันถูกปรับให้เหมาะสมอย่างมาก เพื่อให้แนวคิดที่ปฏิวัติวงการสำหรับวัสดุใบมีดอุณหภูมิสูง และกระบวนการขึ้นรูปรุ่นต่อไป ในกระบวนการขึ้นรูปโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่ทนไฟสูง ด้วยเทคโนโลยีสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์ เนื่องจากการไล่ระดับอุณหภูมิขนาดใหญ่ ระหว่างจุดหลอมเหลวของวัสดุ และพื้นผิว

เมื่อความร้อนสะสมที่พื้นผิวข้อต่อร้ายแรง จึงเป็นเรื่องง่าย ที่จะเกิดการบิดงอ ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของโลหะผสมอย่างมาก เมื่อสร้างตัวอย่างที่มีองค์ประกอบเดียวกัน ยังคงต้องเลือกหน้าต่างกระบวนการที่แตกต่างกันตามขนาด และความซับซ้อนของรูปร่าง ดังนั้น ความเก่งกาจของหน้าต่างกระบวนการจึงไม่แข็งแกร่ง

เมื่อพิมพ์ตัวอย่าง 2 ตัวอย่างที่มีรูปร่างเหมือนกัน แต่มีขนาดต่างกัน โดยมีส่วนประกอบของวัสดุเดียวกัน และหน้าต่างกระบวนการเดียวกัน ตัวอย่างขนาดเล็กไม่มีรอยแตก แต่ตัวอย่างขนาดใหญ่มีรอยแตกร้ายแรง ดังนั้น จึงเป็นเรื่องยากที่จะตระหนักถึงการผลิตที่มีความแม่นยำสูง องค์ประกอบส่วนใหญ่ที่เลือกสำหรับโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงที่ทนไฟ เป็นองค์ประกอบที่มีจุดหลอมเหลวสูง ซึ่งก่อตัวเป็นเฟสเดียวที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวลูกบาศก์

สำหรับตัวลูกบาศก์ค่อนข้างไวต่ออุณหภูมิ ดังนั้น จึงมีความเป็นพลาสติกต่ำ และการยืดตัวต่ำ และยังคงจำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบองค์ประกอบของวัสดุ และเพิ่มประสิทธิภาพหน้าต่างกระบวนการ เพื่อนำโลหะผสมที่มีค่าเอนโทรปีสูงที่ทนไฟเข้าสู่ตลาด

บทความที่น่าสนใจ : ผลการเรียน อธิบายและศึกษาหาวิธีช่วยให้ลูกของคุณมีผลการเรียนที่ดีขึ้น