Fabrication additive fil-arc avec Nickel Aluminium Bronze Cu-9Al-4Fe-4Ni-1Mn

Fabrication additive fil-arc avec Nickel Aluminium Bronze Cu-9Al-4Fe-4Ni-1Mn

Des chercheurs du Canada et de l'Inde approfondissent la science des matériaux dans l'impression 3D, décrivant leurs résultats dans le récent

Micrographie TEM-Bright field montrant le précipité de Fe3Al (

Comme un

NAB est renforcé grâce à ses additifs et offre la

«L’absorption de l’aluminium de la matrice par les phases extends étend la plage apparente du champ α. Par conséquent, dans des conditions d’équilibre, aucune formation eutectoïde ne se produit et β n’est pas conservé en dessous de 600 ° C à moins que la teneur en aluminium ne dépasse 11%, contre 9,5% dans le système binaire Cu-Al. La précipitation des phases in dans la matrice α augmente considérablement la résistance mécanique sans réduction significative de la ductilité. »

Historiquement, les pièces fabriquées à partir de NAB coûtent cher à produire, laissant les fabricants à souder les pièces lors de l'entretien et des réparations

Les chercheurs ont essayé ce qui suit pour renforcer les propriétés mécaniques:

Traitement thermique Changements de composition Déformation plastique Traitement d'agitation par friction Implantation d'ions nickel Diffusion thermique de revêtement Ni Fusion de surface laser Alliage de surface laser

«La limitation des traitements de modification de surface est qu’ils ne peuvent qu’améliorer la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques de la couche de surface au lieu du matériau en vrac. Les techniques de traitement thermique et de déformation plastique telles que le FSP ont certaines limites et sont difficiles à utiliser pour traiter des pièces moulées lourdes telles que les hélices de navires », ont expliqué les chercheurs.

«Dans l’ensemble, les NAB sont des alliages métallurgiquement complexes dans lesquels de petites variations dans les compositions peuvent entraîner la formation de microstructures nettement différentes, ce qui peut, à son tour, entraîner des variations importantes de la résistance à la corrosion de l’eau de mer.»

Photographie de barres carrées en nickel aluminium bronze produites par WAAM. L'encart montre les dimensions (pas à l'échelle; côté: 25 mm et hauteur: 160 mm) de la barre schématique. Une boîte rectangulaire bleue dans l'encart montre l'emplacement de l'échantillon utilisé pour la caractérisation microstructurale. (Pour l'interprétation des références à la couleur dans cette légende des figures, le lecteur est renvoyé à la version Web de cet article.)

Dans cette étude, cependant, les chercheurs soulignent que la fabrication additive offre

Les utilisateurs industriels peuvent produire de grandes pièces avec WAAM, bénéficiant également de:

Pleine densité Taux de dépôt élevé Utilisation élevée des matériaux Faible coût d'équipement

Paramètres du processus WAAM pour le dépôt de NAB.

Pour les échantillons WAAM-NAB de cette étude, les chercheurs ont utilisé l'équipement GTarc 60-5 WAAM, comprenant le soudage à l'arc gaz-métal (GMAW).

(a) Micrographies optiques et (b) d'électrons MEB secondaires d'un échantillon de NAB coulé

En fin de compte, les chercheurs ont décidé que les techniques WAAM sont efficaces avec l'alliage NAB si des températures basses sont utilisées. Échantillons démontrés

(a) Micrographies optiques à faible et (b) grossissement élevé à l'emplacement de la rupture dans un échantillon de traction WAAM. Pas de fissuration préférentielle le long de l'interface de couche ou des bandes HAZ.

« Les traitements thermiques dans la plage de 500 à 600 ° C peuvent entraîner une augmentation de la fraction volumique des précipités de fines -IV, ce qui peut augmenter les niveaux de résistance de WAAM-NAB », ont conclu les chercheurs.

«Dans l’ensemble, les perspectives de WAAM de produire du NAB semblent très brillantes et cela peut considérablement élargir la portée et l’applicabilité de la fabrication additive pour produire des pièces et des composants de NAB, principalement pour l’industrie maritime. Il serait très avantageux de poursuivre les travaux sur l’effet de divers traitements thermiques sur la microstructure, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion. »

L'utilisation du fil-arc continue à intéresser les chercheurs et les fabricants intéressés à essayer de nouvelles techniques qui incluent l'impression 3D avec du métal, l'intégration avec la robotique et une exploration plus approfondie.

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Fractographies MEB de (a et b): fonte, et (c et d): échantillons WAAM. La région encerclée en (b) montre des caractéristiques de fracture plates en raison de la présence d'une phase intermétallique grossière.

[Source / Images:

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