Tại sao Inconel 718 được gọi là siêu hợp kim?
Nền tảng của ngành hàng không vũ trụ, quốc phòng và năng lượng của chúng ta là chế tạo các bộ phận có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cực cao. Những bộ phận này thường được làm từ kim loại có tên Inconel 718, một hợp kim niken-crom ở nhiệt độ cao cực kỳ bền, chống ăn mòn.
Kim loại này thường được gia công, mài, kéo, cuộn và hàn để tạo ra hình dạng và cấu trúc vi mô cần thiết để có các đặc tính hiệu suất cao mong muốn. Kim loại này thường được sử dụng trong động cơ tên lửa, động cơ phản lực, bình áp lực, tua bin khí và các bộ phận khác. Nhưng gia công kim loại thì đắt tiền. Đối với các bộ phận có hình dạng và tính năng bên trong phức tạp, sản xuất trực tiếp (sản xuất sản phẩm ở dạng cuối cùng) sẽ là chén thánh về mặt kinh tế.
Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đang chuyển sang sản xuất bồi đắp (AM), cụ thể là công nghệ tổng hợp giường bột bằng laser (LPBF), để đạt được "hình dạng gần như lưới", sản xuất gần như cuối cùng các bộ phận hàng không vũ trụ. Bởi vì các vật thể 3D được chế tạo từng lớp thông qua quá trình sản xuất bồi đắp và các phần khác nhau của vật liệu có tốc độ làm mát khác nhau nên nhiều mặt cắt và cấu trúc vi mô khác nhau được hình thành. Thách thức là các điều kiện nhiệt của LPBF dẫn đến cấu trúc vi mô và tính chất cơ học không ở mức cần thiết cho sản phẩm cuối cùng.
Xử lý nhiệt sau xử lý có thể giúp khôi phục các đặc tính mong muốn, nhưng việc đưa ra các phương pháp xử lý hiệu quả nhất trong khi vẫn duy trì cấu trúc vi mô mục tiêu đòi hỏi khả năng tính toán đáng kể.
Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Thống nhất (UTRC), phối hợp với Pratt & Whitney và Hệ thống Hàng không Vũ trụ UTC, đang phát triển một mô hình quy trình dựa trên vật lý để dự đoán cấu trúc vi mô của các bộ phận kết cấu hàng không vũ trụ được sản xuất bổ sung làm từ siêu hợp kim niken.
