Waarom wordt Inconel 718 een superlegering genoemd?
De basis van onze lucht- en ruimtevaart-, defensie- en energie-industrie is het bouwen van componenten die bestand zijn tegen extreme hitte en druk. Deze onderdelen zijn doorgaans gemaakt van een metaal genaamd Inconel 718, een extreem sterke, corrosiebestendige nikkel-chroomlegering die bestand is tegen hoge temperaturen.
Dit metaal wordt doorgaans machinaal bewerkt, gestraald, getrokken, gewalst en gelast om de vorm en microstructuur te creëren die nodig zijn om de gewenste hoogwaardige eigenschappen te hebben. Het metaal wordt vaak gebruikt in raketmotoren, straalmotoren, drukvaten, gasturbines en andere componenten. Maar het verwerken van metaal is duur. Voor onderdelen met complexe geometrieën en interne kenmerken zal directe productie (het produceren van het product in zijn uiteindelijke vorm) de economische heilige graal zijn.
Om dit te bereiken wenden onderzoekers zich tot additieve productie (AM), met name laserpoederbedfusie (LPBF) -technologie, om een 'near net shape', een bijna definitieve productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten, te bereiken. Omdat 3D-objecten via additieve productie laag voor laag worden opgebouwd en verschillende delen van het materiaal verschillende koelsnelheden hebben, ontstaat er een verscheidenheid aan dwarsdoorsneden en microstructuren. De uitdaging is dat de thermische omstandigheden van LPBF resulteren in microstructuur en mechanische eigenschappen die niet op het niveau liggen dat vereist is voor het eindproduct.
Warmtebehandelingen na het proces kunnen de gewenste eigenschappen helpen herstellen, maar het bedenken van de meest efficiënte behandelingsmethoden met behoud van de doelmicrostructuur vereist aanzienlijke rekenkracht.
Het United Technologies Research Center (UTRC) ontwikkelt, in samenwerking met Pratt & Whitney en UTC Aerospace Systems, een op fysica gebaseerd procesmodel om de microstructuur te voorspellen van additief vervaardigde structurele onderdelen uit de lucht- en ruimtevaart, gemaakt van nikkel-superlegeringen.
