Wydruki 3D ze stali nierdzewnej przestały być dalekie od ideału
Wspomniane osiągnięcie może sprawić, że druk 3D stanie się bardziej opłacalny i elastyczny dla producentów przedmiotów ze stali nierdzewnej stopu 17-4 PH. Metoda wykorzystana do zbadania substancji w tym badaniu może również położyć podwaliny pod lepsze zrozumienie sposobu drukowania różnych substancji i prognozowania ich właściwości i wydajności. Do uzyskania potrzebnych danych wykorzystano bowiem wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie z akceleratora cząstek.
Czytaj też: Po raz pierwszy zaobserwowano “niewidzialne” zjawisko. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe bez tajemnic?
Kiedy myślisz o produkcji addytywnej metali, zasadniczo spawamy miliony maleńkich, sproszkowanych cząstek w jeden kawałek za pomocą źródła o dużej mocy, takiego jak laser, topiąc je w ciecz i chłodząc w ciało stałe. Ale tempo chłodzenia jest wysokie, czasami wyższe niż milion stopni Celsjusza na sekundę, a ten ekstremalny stan braku równowagi tworzy zestaw niezwykłych wyzwań pomiarowych– powiedział fizyk NIST Fan Zhang, współautor badania.
Czytaj też: Hipersoniczne samoloty na węgiel! Eksperymenty chińskich naukowców zakończone sukcesem
Naukowcy zaczęli zastanawiać się, co dokładnie mogą zrobić, aby zrozumieć, co dzieje się podczas szybkich zmian temperatury i zorientować strukturę wewnętrzną w kierunku martenzytu. Aby zbadać szybkie zmiany strukturalne, które zachodzą w ciągu milisekund, potrzebowali specjalistycznych narzędzi i tak wpadli na synchrotronową dyfrakcję rentgenowską, w której to promienie X oddziałują z materiałem i tworzą sygnał, który jest jak “odcisk palca odpowiadający specyficznej strukturze krystalicznej materiał”. Z tą wiedzą autorzy byli w stanie dostroić skład stali, aby znaleźć zestaw kompozycji składających się tylko z żelaza, niklu, miedzi, niobu i chromu, które spisały się idealnie.
Czytaj też: Transformatory energetyczne będą bardziej niezawodne. To pokłosie ostatnich postępów
Kontrola składu jest naprawdę kluczem do drukowania 3D stopów. Kontrolując skład, jesteśmy w stanie kontrolować sposób jego krzepnięcia. Pokazaliśmy również, że w szerokim zakresie szybkości chłodzenia, powiedzmy między 1000 a 10 mln stopni Celsjusza na sekundę, nasze kompozycje konsekwentnie skutkują w pełni martenzytyczną stalą 17-4 PH– powiedział Zhang.
