CuCrZr legure mogu se koristiti ne samo na sobnoj temperaturi, već iu okruženjima s visokom{0}}temperaturom. Istraživači iz Pekinškog instituta za opće istraživanje obojenih metala i drugih institucija proučavali su vlačna i toplinska svojstva bakrenih legura proizvedenih laserskim prahom (LPBF) na visokim temperaturama (600 stupnjeva).
1,3D ispis i toplinska obrada legure CuCrZr
Ovo istraživanje koristilo je prah CuCrZr s veličinom čestica od 10-69 μm za ispis na podlogu od 316L koristeći zeleni laserski ispis.
Toplinska obrada izravnog starenja: 500 stupnjeva × 1h, hlađenje u peći.
2, Visoko{1}}temperaturna toplinska vodljivost CuCrZr legure
Unutar temperaturnog raspona od 25 stupnjeva do 900 stupnjeva, specifični toplinski kapacitet CuCrZr legura pripremljenih pomoću LPBF-a povećao se s 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ na 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; toplinska difuznost (T) smanjena je s 99 mm²·s⁻¹ na 65 mm²·s⁻¹; a toplinska vodljivost λ(T) smanjila se s 329 W·m⁻¹·K⁻¹ na 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3, Visokotemperaturna vlačna svojstva CuCrZr legura pripremljenih pomoću LPBF-a.
Sobna temperatura: Vlačna čvrstoća (UTS): 585 MPa, Rastezanje (EL): 14,4%;
100 stupnjeva: Vlačna čvrstoća smanjuje se na 482 MPa, dok se plastičnost poboljšava, a istezanje je 18,0%;
300 stupnjeva: Čvrstoća i plastičnost legure lagano se povećavaju (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 stupnjeva: Čvrstoća i plastičnost počinju se smanjivati istovremeno (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), u kojoj točki dolazi do duktilnog-krhog prijelaza;
700 stupnjeva: Vlačna svojstva legure značajno se pogoršavaju (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, Utjecaj metode proizvodnje na visoko{1}}temperaturna svojstva CuCrZr legure.
5, Unutar visokog-temperaturnog raspona od 300–700 stupnjeva, rastezna
svojstva dobivena u ovoj studiji usporediva su s onima sličnih aditivno proizvedenih legura CuCrZr.
U drugoj studiji, na temperaturama ispod 300 stupnjeva, toplinska svojstva legura CuCrZr pripremljenih taljenjem sloja praha elektronskim snopom (EB-PBF), bez obzira na to jesu li bile u pripremljenom ili toplinski-obrađenom stanju, bila su značajno bolja od onih uzoraka laserskog taljenja sloja praha (LPBF). Mehanizam je sljedeći:
①.Razlika u apsorpciji energije
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) od bliskih-infracrvenih/zelenih laserskih zraka (10–74%).
②. Učinak debljine sloja praha
Debljina sloja EB-PBF procesa (50–70 μm) obično je veća od one kod LPBF (20–40 μm). Deblji sloj praha dovodi do smanjene brzine hlađenja.
③. Evolucija mikrostrukture: Ponovljeno taljenje i skrućivanje tijekom LPBF procesa generira visoku gustoću dislokacija, što rezultira značajno višim zaostalim naprezanjem u usporedbi s EB-PBF uzorkom.
④.Razlike u strategijama skeniranja
C.EB-PBF koristi jednostavno rotacijsko skeniranje od 0 stupnjeva /90 stupnjeva /180 stupnjeva, što rezultira grubim, pravilnim zrnima i jakim<100>tekstura vlakana; dok LPBF-ovo rotacijsko skeniranje od 67 stupnjeva dovodi do nepravilne, fino-zrnate strukture i stvara snažnu<110>tekstura vlakana duž smjera oblikovanja.
Ukratko, kombinirani učinci zaostalog naprezanja, orijentacije kristala i strukture finog zrna rezultiraju time da LPBF-pripremljene legure imaju lošija toplinska svojstva u usporedbi s EB-PBF uzorcima, ali bolja mehanička svojstva.
6, Suha roba za proizvodnju materijala
① Legura CuCrZr pokazuje dobra vlačna svojstva na 600 stupnjeva (vlačna čvrstoća UTS: 180 MPa, istezanje EL: 6,1%). Interakcije-na-dislokacije, visoko{6}}tjelesna-centrirana kubična nanorazmjera-precipitati bogati Cr i Zr-, granice zrna pod velikim-kutom i potisnuta rekristalizacija doprinose održavanju ovih dobrih vlačnih svojstava na visokim temperaturama.
② Ova legura pokazuje izvrsnu toplinsku vodljivost, koja lagano opada na približno 290 W/(m·K) na 600 stupnjeva. To se pripisuje zaostalim bcc precipitatima bogatim Cr i Zr-nanorazmjerima i smanjenju dislokacija visoke-gustoće. Smanjenje toplinske vodljivosti s povećanjem temperature posljedica je kontinuiranog statičkog oporavka i statičke rekristalizacije, što dovodi do prekomjernog-starenja, agregacije taloga i raspršenja fonona uzrokovanog kristalnim defektima i inverznim raspršenjem.
