Dlaczego Inconel 718 nazywany jest superstopem?
Podstawą naszego przemysłu lotniczego, obronnego i energetycznego jest budowanie komponentów, które są w stanie wytrzymać ekstremalne temperatury i ciśnienie. Części te są zazwyczaj wykonane z metalu zwanego Inconel 718, niezwykle wytrzymałego, odpornego na korozję, wysokotemperaturowego stopu niklowo-chromowego.
Metal ten jest zazwyczaj obrabiany maszynowo, śrutowany, ciągniony, walcowany i spawany w celu uzyskania kształtu i mikrostruktury wymaganej do uzyskania pożądanych właściwości o wysokiej wydajności. Metal jest powszechnie stosowany w silnikach rakietowych, silnikach odrzutowych, zbiornikach ciśnieniowych, turbinach gazowych i innych komponentach. Ale obróbka metalu jest droga. W przypadku części o złożonej geometrii i cechach wewnętrznych, bezpośrednia produkcja (wytwarzanie produktu w jego ostatecznej formie) będzie ekonomicznym świętym Graalem.
Aby to osiągnąć, badacze zwracają się w stronę wytwarzania przyrostowego (AM), w szczególności technologii laserowego stapiania proszków (LPBF), aby osiągnąć kształt zbliżony do netto, czyli niemal ostateczną produkcję komponentów lotniczych. Ponieważ obiekty 3D są budowane warstwa po warstwie w procesie wytwarzania przyrostowego, a różne części materiału charakteryzują się różną szybkością chłodzenia, powstają różnorodne przekroje poprzeczne i mikrostruktury. Wyzwanie polega na tym, że warunki termiczne LPBF powodują, że mikrostruktura i właściwości mechaniczne nie są na poziomie wymaganym dla produktu końcowego.
Poprocesowa obróbka cieplna może pomóc w przywróceniu pożądanych właściwości, ale opracowanie najskuteczniejszych metod obróbki przy jednoczesnym zachowaniu docelowej mikrostruktury wymaga znacznej mocy obliczeniowej.
Centrum badawcze United Technologies (UTRC), we współpracy z firmami Pratt & Whitney i UTC Aerospace Systems, opracowuje oparty na fizyce model procesu umożliwiający przewidywanie mikrostruktury wytwarzanych addytywnie części konstrukcyjnych przemysłu lotniczego i kosmicznego wykonanych z nadstopów niklu.
