CuCrZr sakausējumus var izmantot ne tikai istabas temperatūrā, bet arī augstas{0}}temperatūras vidēs. Pētnieki no Pekinas Krāsaino metālu Vispārējā pētniecības institūta un citām iestādēm pētīja vara sakausējumu stiepes un termiskās īpašības, kas ražotas ar lāzera pulvera slāni (LPBF) augstā temperatūrā (600 grādi).
CuCrZr sakausējuma 1,3D druka un termiskā apstrāde
Šajā pētījumā tika izmantots CuCrZr pulveris ar daļiņu izmēru 10–69 μm, lai drukātu uz 316L substrāta, izmantojot zaļo lāzerdruku.
Tiešā novecošanās termiskā apstrāde: 500 grādi × 1h, krāsns dzesēšana.
2. CuCrZr sakausējuma siltumvadītspēja augstā temperatūrā{1}}
Temperatūras diapazonā no 25 grādiem līdz 900 grādiem LPBF izgatavoto CuCrZr sakausējumu īpatnējā siltumietilpība palielinājās no 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ līdz 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; termiskā difūzija (T) samazinājās no 99 mm²·s⁻¹ līdz 65 mm²·s⁻¹; un siltumvadītspēja λ(T) samazinājās no 329 W·m⁻¹·K⁻¹ līdz 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3, LPBF sagatavoto CuCrZr sakausējumu stiepes īpašības augstā temperatūrā{1}.
Telpas temperatūra: Stiepes izturība (UTS): 585 MPa, Pagarinājums (EL): 14,4%;
100 grādi: stiepes izturība samazinās līdz 482 MPa, bet plastiskums uzlabojas un pagarinājums ir 18,0%;
300 grādi : sakausējuma stiprība un plastiskums nedaudz palielinās (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 grādi: spēks un plastiskums sāk samazināties vienlaikus (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), un šajā brīdī notiek plastiskā -trauslā pāreja;
700 grādi: sakausējuma stiepes īpašības ievērojami pasliktinās (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, Ražošanas metodes ietekme uz CuCrZr sakausējuma augstas temperatūras īpašībām.
5. Augstā-temperatūras diapazonā no 300 līdz 700 grādiem stiepes
Šajā pētījumā iegūtās īpašības ir salīdzināmas ar līdzīgu ar piedevām ražotu CuCrZr sakausējumu īpašībām.
Citā pētījumā temperatūrā, kas zemāka par 300 grādiem, CuCrZr sakausējumu, kas iegūti, kausējot ar elektronu kūļa pulvera slāni (EB-PBF), termiskās īpašības neatkarīgi no tā, vai tie bija sagatavotā vai termiski apstrādātā-stāvoklī, bija ievērojami labākas par lāzera pulvera slāņa kausēšanas (LPBF) paraugiem. Mehānisms ir šāds:
①. Enerģijas absorbcijas atšķirība
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) nekā tuvu-infrasarkanajiem/zaļajiem lāzera stariem (10–74%).
②. Pulvera slāņa biezuma efekts
EB-PBF procesa slāņa biezums (50–70 μm) parasti ir lielāks nekā LPBF (20–40 μm). Biezāks pulvera slānis samazina dzesēšanas ātrumu.
③.Mikrostruktūras attīstība: atkārtota kušana un sacietēšana LPBF procesa laikā rada augstu dislokācijas blīvumu, kā rezultātā ir ievērojami lielāks atlikušais spriegums, salīdzinot ar EB-PBF paraugu.
④. Atšķirības skenēšanas stratēģijās
C.EB-PBF izmanto vienkāršu 0 grādu/90 grādu/180 grādu rotācijas skenēšanu, kā rezultātā tiek iegūti rupji, regulāri graudi un spēcīga<100>šķiedru tekstūra; savukārt LPBF 67 grādu rotācijas skenēšana rada neregulāru, smalkgraudainu{1}}struktūru un veido spēcīgu<110>šķiedru tekstūra veidošanās virzienā.
Rezumējot, atlikušās spriedzes, kristāla orientācijas un smalko graudu struktūras kopējās ietekmes rezultātā LPBF-sagatavotiem sakausējumiem ir zemākas termiskās īpašības salīdzinājumā ar EB-PBF paraugiem, bet labākas mehāniskās īpašības.
6, Materiālu ražošanas sausās preces
① CuCrZr sakausējumam ir labas stiepes īpašības pie 600 grādiem (stiepes izturība UTS: 180 MPa, stiepes EL: 6,1%). Dislokācijas-uz-dislokācijas mijiedarbība, augsta-blīvuma ķermeņa-centrētas kubiskā nanomēroga Cr un Zr-bagātas nogulsnes, lielas-leņķa graudu robežas un nomākta pārkristalizācija palīdz uzturēt šīs labās stiepes īpašības augstās temperatūrās.
② Šim sakausējumam ir lieliska siltumvadītspēja, kas nedaudz samazinās līdz aptuveni 290 W/(m·K) pie 600 grādiem. Tas ir saistīts ar atlikušajām bcc nanomēroga Cr un Zr-bagātām nogulsnēm un augsta-blīvuma dislokāciju samazināšanos. Siltumvadītspējas samazināšanās, palielinoties temperatūrai, ir saistīta ar nepārtrauktu statisko atjaunošanos un statisko pārkristalizāciju, kas izraisa pārmērīgu-novecošanos, nogulšņu agregāciju un fononu izkliedi, ko izraisa kristāla defekti un apgrieztā izkliede.
