Zlitine CuCrZr se lahko uporabljajo ne samo pri sobni temperaturi, ampak tudi v okoljih z visoko{0}}temperaturo. Raziskovalci iz Pekinškega splošnega raziskovalnega inštituta za barvne kovine in drugih ustanov so preučevali natezne in toplotne lastnosti bakrovih zlitin, proizvedenih z lasersko prašno posteljo (LPBF) pri visokih temperaturah (600 stopinj).
1,3D tisk in toplotna obdelava zlitine CuCrZr
Ta študija je uporabila prah CuCrZr z velikostjo delcev 10–69 μm za tiskanje na substrat 316L z uporabo zelenega laserskega tiskanja.
Toplotna obdelava z neposrednim staranjem: 500 stopinj × 1 ura, hlajenje v peči.
2,-visokotemperaturna toplotna prevodnost zlitine CuCrZr
V temperaturnem območju od 25 stopinj do 900 stopinj se je specifična toplotna kapaciteta zlitin CuCrZr, pripravljenih z LPBF, povečala z 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ na 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; toplotna difuzivnost (T) se je zmanjšala z 99 mm²·s⁻¹ na 65 mm²·s⁻¹; in toplotna prevodnost λ(T) se je zmanjšala s 329 W·m⁻¹·K⁻¹ na 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3,-visokotemperaturne natezne lastnosti zlitin CuCrZr, pripravljenih z LPBF.
Sobna temperatura: Natezna trdnost (UTS): 585 MPa, Raztezek (EL): 14,4 %;
100 stopinj: Natezna trdnost se zmanjša na 482 MPa, medtem ko se plastičnost izboljša, raztezek pa je 18,0 %;
300 stopinj: trdnost in plastičnost zlitine se rahlo povečata (UTS: 493 MPa, EL: 21,1 %);
600 stopinj: Trdnost in plastičnost se začneta hkrati zmanjševati (UTS: 180 MPa, EL: 6,1 %), na kateri točki pride do duktilnega-krhkega prehoda;
700 stopinj: Natezne lastnosti zlitine se znatno poslabšajo (UTS: 140 MPa, EL: 3,8 %).
4, Vpliv metode izdelave na visoko{1}}temperaturne lastnosti zlitine CuCrZr.
5, Znotraj visokega-temperaturnega območja 300–700 stopinj je natezna
lastnosti, pridobljene v tej študiji, so primerljive z lastnostmi podobnih aditivno izdelanih zlitin CuCrZr.
V drugi študiji so bile pri temperaturah pod 300 stopinj toplotne lastnosti zlitin CuCrZr, pripravljenih s taljenjem prahu z elektronskim žarkom (EB-PBF), ne glede na to, ali so bile v pripravljenem ali toplo-obdelanem stanju, znatno boljše od tistih vzorcev laserskega taljenja prahu (LPBF). Mehanizem je naslednji:
①.Razlika v absorpciji energije
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80 %) kot bližnje-infrardeči/zeleni laserski žarki (10–74 %).
②. Učinek debeline plasti prahu
Debelina plasti postopka EB-PBF (50–70 μm) je običajno večja kot pri LPBF (20–40 μm). Debelejša plast prahu vodi do zmanjšane hitrosti hlajenja.
③.Razvoj mikrostrukture: Ponavljajoče se taljenje in strjevanje med postopkom LPBF ustvarja visoko gostoto dislokacij, kar ima za posledico znatno višjo preostalo napetost v primerjavi z vzorcem EB-PBF.
④.Razlike v strategijah skeniranja
C.EB-PBF uporablja preprosto rotacijsko skeniranje 0 stopinj/90 stopinj/180 stopinj, kar povzroči groba, pravilna zrna in močno<100>tekstura vlaken; medtem ko 67-stopinjsko rotacijsko skeniranje LPBF povzroči nepravilno, drobno{1}}zrnato strukturo in tvori močno<110>teksturo vlaken vzdolž smeri oblikovanja.
Če povzamemo, skupni učinki preostale napetosti, kristalne orientacije in drobnozrnate strukture povzročijo, da imajo zlitine, pripravljene z LPBF-, slabše toplotne lastnosti v primerjavi z vzorci EB-PBF, vendar boljše mehanske lastnosti.
6,Materialna proizvodnja suhe robe
① Zlitina CuCrZr kaže dobre natezne lastnosti pri 600 stopinjah (natezna trdnost UTS: 180 MPa, raztezek EL: 6,1 %). Interakcije med-dislokacijami-dislokacijami,-telesa z visoko{6}}gostoto-centrirani kubični nanometrski izločki bogati s Cr in Zr-, veliko-kotne meje zrn in zavrta rekristalizacija prispevajo k ohranjanju teh dobrih nateznih lastnosti pri visokih temperaturah.
② Ta zlitina ima odlično toplotno prevodnost, ki se rahlo zmanjša na približno 290 W/(m·K) pri 600 stopinjah. To pripisujejo preostalim bcc oborinam, bogatim s Cr in Zr-nanometrom, ter zmanjšanju dislokacij z visoko-gostoto. Zmanjšanje toplotne prevodnosti z naraščajočo temperaturo je posledica neprekinjenega statičnega okrevanja in statične rekristalizacije, kar vodi do čezmernega-staranja, agregacije oborine in sipanja fononov, ki ga povzročajo kristalne napake in inverzno sipanje.
