Varför kallas Inconel 718 en superlegering?
Grunden för vår flyg-, försvars- och energiindustri är att bygga komponenter som tål extrem värme och tryck. Dessa delar är vanligtvis gjorda av en metall som kallas Inconel 718, en extremt stark, korrosionsbeständig, högtemperatur nickel-kromlegering.
Denna metall bearbetas, kulblästras, dras, valsas och svetsas för att skapa den form och mikrostruktur som krävs för att ha de önskade högpresterande egenskaperna. Metallen används ofta i raketmotorer, jetmotorer, tryckkärl, gasturbiner och andra komponenter. Men att bearbeta metall är dyrt. För delar med komplexa geometrier och interna egenskaper kommer direkt tillverkning (att producera produkten i dess slutliga form) att vara den ekonomiska heliga gralen.
För att uppnå detta vänder sig forskare till additiv tillverkning (AM), speciellt laserpulverbäddfusionsteknik (LPBF), för att uppnå "nära nettoform", nästan slutlig tillverkning av flygkomponenter. Eftersom 3D-objekt byggs lager för lager via additiv tillverkning, och olika delar av materialet har olika kylningshastigheter, bildas en mängd olika tvärsnitt och mikrostrukturer. Utmaningen är att de termiska förhållandena för LPBF resulterar i mikrostruktur och mekaniska egenskaper som inte är på den nivå som krävs för slutprodukten.
Värmebehandlingar efter process kan hjälpa till att återställa önskade egenskaper, men att ta fram de mest effektiva behandlingsmetoderna samtidigt som målmikrostrukturen bibehålls kräver betydande datorkraft.
United Technologies Research Center (UTRC), i samarbete med Pratt & Whitney och UTC Aerospace Systems, utvecklar en fysikbaserad processmodell för att förutsäga mikrostrukturen hos additivt tillverkade strukturella delar av rymdindustrin gjorda av nickelsuperlegeringar.
