Hastelloy X ottenuta una lega che non si rompe durante la stampa 3d

Hastelloy X è una lega di nichel che è classificata come saldabile, ma che tende a rompersi durante la produzione additiva. Oltre al nickel, il materiale contiene anche cromo, molibdeno e ferro, e si è teorizzato che le concentrazioni specifiche di ciascun metallo possano avere qualcosa a che fare con la sua tendenza al crack. L’industria di produzione additiva si è concentrata sulla formulazione di una versione senza crack di Hastelloy X, e in un nuovo documento intitolato ” Fabbricazione di superleghe a base di nichel prive di cricche considerate non saldabili durante la fusione laser a letto”, un gruppo di ricercatori con successo trasformato la lega tramite produzione additiva senza cracking. Inoltre lo hanno fatto senza dover cambiare il materiale stesso.

La polvere Hastelloy X è stata ottenuta dalla tecnologia LPW  e processata utilizzando un RenishawAM400.

“Le particelle di polvere erano sferiche in morfologia, con una distribuzione granulometrica D10 = 19 μm, D50 = 41 μm e D90 = 62 μm”, affermano i ricercatori. “Campioni cubici di 1 cm3 sono stati prodotti sotto l’atmosfera di Ar e analizzati nella condizione as-built e ricotta”.

Le sezioni trasversali dei campioni sono state preparate per la valutazione della microstruttura utilizzando le tecniche tradizionali di metallografia e i campioni sono stati valutati mediante elettro-elisione, un microscopio ottico ottico e microscopi elettronici a scansione. Il trattamento termico è stato effettuato per un’ora seguito da raffreddamento con acqua.

I test hanno dimostrato che il materiale manteneva una microstruttura senza crepe.

“I grani colonnari paralleli alle direzioni dell’edificio sono stati evidenziati attraverso EBSD nella condizione di costruzione”, spiegano i ricercatori. “Allo stesso modo, è stata trovata una tipica microstruttura per superleghe a base di NiB LPBF, con dimensioni della struttura colonnare più piccole di quelle riportate altrove in letteratura. La presenza di carburi arricchiti con Mo (~ 50 nm) è stata confermata mediante scansioni di EDS line ottenute con un FE-SEM; si presume che questi carburi arricchiti con Mo abbiano un ruolo importante nel meccanismo di cracking di questa lega. ”

Hastelloy X è un materiale desiderabile per una serie di motivi. Possiede un’elevata resistenza all’ossidazione e alla resistenza alle alte temperature. Sebbene possa essere soggetta a fessurazioni durante la produzione additiva, è particolarmente resistente alla rottura sotto sforzo quando utilizzata nelle applicazioni petrolchimiche. Esibisce anche una buona duttilità dopo un’esposizione prolungata alle alte temperature.

A causa del suo calore elevato e della sua resistenza all’ossidazione, Hastelloy X viene spesso utilizzato nelle applicazioni di forni industriali e nei motori a turbina a gas. Il suo valore come materiale significa che vale la pena dedicare tempo e lavoro per svilupparlo per la produzione additiva, in particolare perché la produzione additiva diventa sempre più importante per l’industria aerospaziale. Curiosamente, i materiali che si sono dimostrati privi di fessurazioni durante la saldatura possono ancora formare fessure durante la produzione additiva, pertanto è necessario sviluppare formulazioni specifiche di questi materiali per la produzione additiva. Questo particolare articolo mostra che Hastelloy X senza crepe può essere prodotto con successo in modo additivo, il che è promettente per molte applicazioni in futuro.

Gli autori del documento includono Oscar Sanchez-Mata, Xianglong Wang, Jose Alberto Muñiz-Lerma, Mohammad Attarian Shandiz, Raynald Gauvin e Mathieu Brochu.

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