SLM 3D प्रिंटिंग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उच्च-तापमान मिश्र धातु कौन से हैं?
निकल-आधारित सुपरएलॉय: प्राथमिक कार्यशक्ति
निकल-आधारित सुपरएलॉय उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए अपनी उत्कृष्ट शक्ति, क्रीप प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी के कारण SLM (सिलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) पर हावी हैं। सबसे सामान्य और अच्छी तरह से चरित्रित मिश्र धातुओं में शामिल हैं:
इनकोनेल 718: सबसे प्रचलित 3D-प्रिंटेड सुपरएलॉय। यह ~650°C तक उच्च शक्ति, अच्छी थकान प्रतिरोध और उत्कृष्ट प्रोसेसबिलिटी का एक उत्कृष्ट संयोजन प्रदान करता है। इसकी अपेक्षाकृत धीमी एज-हार्डनिंग प्रतिक्रिया प्रिंटिंग के दौरान क्रैकिंग के जोखिम को कम करती है, जिससे यह एयरोस्पेस और तेल और गैस घटकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए आदर्श बन जाता है।
इनकोनेल 625: इसकी अंतिम शक्ति के बजाय शानदार जंग और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए मूल्यवान। यह आसानी से प्रिंटेबल है और आक्रामक वातावरण में स्थैतिक घटकों, डक्टिंग और हीट एक्सचेंजर्स के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें समुद्री और रासायनिक प्रसंस्करण अनुप्रयोग शामिल हैं।
हेन्स 282 और CM247LC: ये अधिक उन्नत, उच्च-तापमान क्षमता वाले मिश्र धातुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि क्रैक संवेदनशीलता के कारण प्रिंट करना अधिक चुनौतीपूर्ण है, अनुकूलित SLM पैरामीटर और पोस्ट-प्रोसेसिंग उन्हें टर्बाइन ब्लेड और कंबस्टर घटकों के लिए उपयुक्त बनाते हैं जो इनकोनेल 718 की सीमाओं से परे काम करते हैं।
घर्षण और बायोकम्पैटिबिलिटी के लिए कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातु
कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुएं एक और प्रमुख श्रेणी हैं, जो असाधारण घर्षण प्रतिरोध, बायोकम्पैटिबिलिटी और उच्च-तापमान स्थिरता के लिए मूल्यवान हैं।
CoCrMo (ASTM F75): घर्षण भागों के लिए एयरोस्पेस और इम्प्लांट्स के लिए मेडिकल दोनों में अत्यंत सामान्य। इसकी उच्च कठोरता और जंग प्रतिरोध इसे SLM-प्रिंटेड टर्बाइन सील सेगमेंट, डेंटल फ्रेमवर्क और ऑर्थोपेडिक इम्प्लांट्स के लिए एक मानक बनाता है।
हेन्स 188: एक कोबाल्ट-निकल-क्रोमियम-टंगस्टन मिश्र धातु जो उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध और ~1100°C तक अच्छी शक्ति प्रदान करती है। इसका उपयोग एयरोस्पेस कंबस्टर लाइनर्स और अन्य उच्च-ताप स्थैतिक घटकों के लिए किया जाता है।
विशिष्ट उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु
हालांकि उनका अधिकतम उपयोग तापमान (~600°C) सुपरएलॉय से कम है, टाइटेनियम मिश्र धातु उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
Ti-6Al-4V (ग्रेड 5): सभी योगात्मक विनिर्माण में सबसे सामान्य टाइटेनियम मिश्र धातु। इसका व्यापक रूप से हल्के, उच्च-शक्ति एयरोस्पेस घटकों जैसे ब्रैकेट, हाउसिंग और कुछ कंप्रेसर भागों के लिए उपयोग किया जाता है। इसकी प्रिंटेबिलिटी उत्कृष्ट है।
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242): Ti-6Al-4V की तुलना में बेहतर क्रीप प्रतिरोध और उच्च तापमान क्षमता प्रदान करता है, जिससे यह अधिक मांग वाले इंजन घटकों के लिए उपयुक्त बन जाता है।
विशेष स्टेनलेस स्टील्स और रिफ्रैक्टरी धातुएं
विशिष्ट तापमान सीमा और गुणों के लिए, अन्य मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है:
17-4PH और 15-5PH: प्रेसिपिटेशन-हार्डनिंग स्टेनलेस स्टील्स आमतौर पर उन अनुप्रयोगों के लिए प्रिंट किए जाते हैं जिनके लिए उच्च शक्ति, अच्छा जंग प्रतिरोध और ~315°C तक के तापमान की आवश्यकता होती है, जैसे कि टूलिंग और कुछ इंजन हाउसिंग।
रिफ्रैक्टरी धातुएं (जैसे, टैंटलम, टंगस्टन): चरम वातावरण (जैसे, >2000°C) में रॉकेट नोजल या भट्ठी घटकों के लिए उपयोग की जाती हैं। इन सामग्रियों की SLM प्रोसेसिंग उनके अत्यधिक उच्च गलनांक के कारण अत्यधिक विशिष्ट है।
SLM प्रोसेसबिलिटी के लिए प्रमुख विचार
SLM में एक मिश्र धातु का "सामान्य उपयोग" उसकी वेल्डेबिलिटी और क्रैकिंग के प्रति संवेदनशीलता से काफी प्रभावित होता है। उच्च एल्यूमीनियम और टाइटेनियम सामग्री (गामा-प्राइम स्ट्रेंथनिंग के लिए) वाली मिश्र धातुएं अक्सर प्रिंटिंग के तेजी से थर्मल चक्रों के दौरान ठोसीकरण और स्ट्रेन-एज क्रैकिंग के प्रति अतिसंवेदनशील होती हैं। इसलिए, व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली SLM मिश्र धातुएं जैसे इनकोनेल 718 और 625 अक्सर "वेल्डेबल" वेरिएंट होती हैं। अधिक उन्नत मिश्र धातुओं की सफल प्रिंटिंग के लिए आमतौर पर सूक्ष्म पैरामीटर अनुकूलन, बिल्ड प्लेट का प्री-हीटिंग, और अनिवार्य पोस्ट-प्रोसेस हॉट आइसोस्टेटिक प्रेसिंग (HIP) और हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है ताकि आवश्यक गुण प्राप्त किए जा सकें।
