增材制造业以生产NIST和Argonne国家实验室的高强度不锈钢
根据设计新闻网站的报道,11月3日报道,美国国家标准技术研究所(NIST),威斯康星大学麦迪逊分校和Argonne国家实验室的研究人员创造了现有的最强不锈钢之一,这是现有的最强的不锈钢之一17-4降水硬化(pH)不锈钢已经创新了一种3D打印方法,该方法具有与传统方法制造的不锈钢相同特性的不锈钢。
这款不锈钢是一种强大的耐腐蚀合金,用于建造货船,客机和核电站。这种创新标志着17-4 pH钢的连续3D打印,同时保留其原始特性。
虽然使用3D打印来制造塑料零件在整个行业中变得越来越普遍,但粉末基金属添加剂制造(AD)更为复杂,部分原因是印刷过程中温度的变化很快,粉末经历在短时间内迅速波动一段的时间。金属的添加剂生产基本上将数百万个小粉末状的颗粒焊接在一起,使用激光等高能源将它们融化成液体,然后将它们冷却成固体。
但是,由于冷却速率很高,因此产生了极端的非平衡状态,因此快速加热和冷却的过程会导致钢中原子的晶体结构的快速变化,从而无法确定材料在原子水平,因此不可能精确地确定晶体结构无法确定印刷材料的最佳状态。
为了解决这些问题,研究人员使用同步X射线衍射(XRD)来研究快速温度变化期间的晶体结构,因此他们可以确定印刷过程中马氏体的内部结构。研究人员在打印过程中使用Argonne的高级光子源(AP)将高能X射线射入钢样品中。这样,研究人员就可以绘制出钢的晶体结构在打印过程中的变化。
尽管铁是17-4 pH钢的主要成分,但其特异性组成包括多达12种不同的化学元素。有了更清楚地了解3D打印过程中钢的结构变化,研究人员可以微调该钢的组成,从而控制3D打印结果。这种方法也可以应用于其他材料,使用XRD来优化3D打印的其他合金,并为构建和测试计算机模型提供有用的信息,以预测印刷零件的最终质量。