Hvorfor kalles Inconel 718 en superlegering?
Grunnlaget for vår romfarts-, forsvars- og energiindustri er å bygge komponenter som tåler ekstrem varme og trykk. Disse delene er vanligvis laget av et metall kalt Inconel 718, en ekstremt sterk, korrosjonsbestandig nikkel-kromlegering med høy temperatur.
Dette metallet er vanligvis maskinert, kulepennet, trukket, valset og sveiset for å skape formen og mikrostrukturen som kreves for å ha de ønskede høyytelsesegenskapene. Metallet brukes ofte i rakettmotorer, jetmotorer, trykkbeholdere, gassturbiner og andre komponenter. Men å behandle metall er dyrt. For deler med komplekse geometrier og interne egenskaper vil direkte produksjon (produsere produktet i sin endelige form) være den økonomiske hellige gral.
For å oppnå dette henvender forskerne seg til additiv produksjon (AM), spesielt laserpulverbedfusjonsteknologi (LPBF), for å oppnå "nesten nettoform", nesten endelig produksjon av romfartskomponenter. Fordi 3D-objekter bygges lag for lag via additiv produksjon, og ulike deler av materialet har forskjellige kjølehastigheter, dannes det en rekke tverrsnitt og mikrostrukturer. Utfordringen er at de termiske forholdene til LPBF resulterer i mikrostruktur og mekaniske egenskaper som ikke er på nivået som kreves for sluttproduktet.
Varmebehandlinger etter prosess kan bidra til å gjenopprette ønskede egenskaper, men å utvikle de mest effektive behandlingsmetodene samtidig som målmikrostrukturen opprettholdes krever betydelig datakraft.
United Technologies Research Center (UTRC), i samarbeid med Pratt & Whitney og UTC Aerospace Systems, utvikler en fysikkbasert prosessmodell for å forutsi mikrostrukturen til additivt produserte romfartskonstruksjonsdeler laget av nikkel-superlegeringer.
