Подходит ли Inconel 713C для лазерной плавки в порошковом слое или только для EBM?
Подходит ли Inconel 713C для лазерной плавки в порошковом слое или только для EBM?
Inconel 713C подходит как для лазерной плавки в порошковом слое (DMLS/SLM), так и для электронно-лучевой плавки (EBM). Хотя этот дисперсионно-твердеющий никелевый суперсплав изначально был разработан для литья по выплавляемым моделям, он был адаптирован для различных процессов 3D-печати суперсплавами.
Однако выбор между лазерными и электронно-лучевыми технологиями не является произвольным. Он сильно зависит от геометрии детали и необходимости управления остаточными напряжениями. Inconel 713C обладает высокой склонностью к образованию трещин, поэтому среда процесса имеет критическое значение.
1. Обработка Inconel 713C методом DMLS/SLM (лазер)
Использование лазерных систем для Inconel 713C возможно, но требует строгого контроля процесса из-за состава материала.
Проблема: Inconel 713C содержит высокие уровни алюминия и титана (образующих гамма-прайм фазу). Это делает его значительно более склонным к образованию трещин при затвердевании по сравнению со сплавами типа Inconel 718, особенно в условиях быстрых циклов охлаждения лазера.
Требования к процессу: Для использования DMLS или SLM критически важно использовать предварительно нагретые платформы сборки и оптимизированные стратегии сканирования для минимизации тепловых градиентов.
Постобработка: Для деталей вращения, ограниченных усталостью (таких как небольшие лопатки турбин), горячее изостатическое прессование (HIP) является практически обязательным для устранения внутренних микротрещин и обеспечения структурной целостности.
2. Обработка Inconel 713C методом EBM (электронный луч)
EBM часто является предпочтительным методом для конкретных применений Inconel 713C, особенно для крупных статических компонентов.
Снижение напряжений: Процесс EBM работает в условиях высокого вакуума и высоких температур предварительного нагрева. Эта среда значительно снижает остаточные напряжения и риск образования трещин во время этапа сборки.
Наилучшее применение: EBM часто предпочитают для крупных статических компонентов, таких как направляющие аппараты турбин и кожухи. Камера сборки с высокой температурой естественным образом удовлетворяет тепловые требования материала без необходимости во внешних системах предварительного нагрева, встречающихся в некоторых лазерных машинах.
3. Сравнительная таблица: Лазер против EBM для Inconel 713C
Фактор | Лазер (DMLS/SLM) | EBM |
|---|---|---|
Риск образования трещин | Высокий (требуется смягчение) | Низкий (врожденная стабильность процесса) |
Среда сборки | Атмосфера аргона/азота | Высокий вакуум |
Типичный вариант использования | Сложные детали с высокой детализацией, требующие постобработки HIP | Крупные статические конструкции (лопатки, кожухи) |
4. Обязательная постобработка для всех методов
Независимо от того, используете ли вы лазерный или электронно-лучевой процесс, Inconel 713C требует тщательной постобработки для достижения своих полных механических свойств.
Термическая обработка: Требуется стандартная обработка раствором с последующей двухступенчатой старением (обычно 1120°C + 845°C + 760°C) для развития полной дисперсионно-твердеющей структуры. Это применимо к деталям, изготовленным методом плавки в порошковом слое, независимо от источника энергии.
Чистовая обработка поверхности: Из-за природы плавки в порошковом слое поверхности могут требовать улучшения. Common methods include пескоструйная обработка или электрополировка. Критические аэродинамические профили часто требуют ЧПУ-обработки
