氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w對(duì)3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w對(duì)3D打印不銹鋼的影響
近期，一組研究人員深入探討了在3D打印過(guò)程中，使用氮?dú)饣驓鍤庾鳛楸Ｗo(hù)氣體對(duì)17-4 PH不銹鋼*終機(jī)械性能的影響。
優(yōu)化和提升3D打印部件的機(jī)械性能，一直是研究的重要方向。研究人員在不斷探索各種工藝參數(shù)、掃描策略和構(gòu)建方向的影響。而保護(hù)氣體的選擇，作為另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，不僅影響制造部件的熱物理性能，還直接影響其機(jī)械性能。保護(hù)氣體的作用在于消除熔池周圍的活性氣體，防止與大氣發(fā)生**反應(yīng)。在選擇合適的保護(hù)氣體時(shí)，必須充分考慮氣體與熔池基礎(chǔ)材料的相互作用及化學(xué)冶金反應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同保護(hù)氣體（如氮?dú)?、氬氣和氦氣）?duì)不同材料（如碳鋼、不銹鋼和鋁合金）的影響進(jìn)行了深入探索。研究重點(diǎn)在于模擬L-PBF工藝中單個(gè)軌道的熱響應(yīng)，并考慮不同保護(hù)氣體下的對(duì)流傳熱效應(yīng)。通過(guò)數(shù)值研究，獲取了在氬氣和氮?dú)獗Ｗo(hù)下的部件溫度、溫度梯度和冷卻速率。隨后，研究人員進(jìn)行了顯微硬度測(cè)試和拉伸測(cè)試，以評(píng)估3D打印部件在不同保護(hù)氣體下的機(jī)械性能。氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w對(duì)3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
研究得出以下結(jié)論：
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氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體時(shí)，熔池的溫度和溫度梯度較低，冷卻速率相對(duì)較高。這主要?dú)w因于氮?dú)獾母邔?dǎo)熱系數(shù)。
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使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體時(shí)，更多的能量從熔池散失到環(huán)境中，導(dǎo)致冷卻速率提高。
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在氮?dú)獗Ｗo(hù)下制造的試樣顯微硬度略高于氬氣保護(hù)下的試樣。這是由于氮?dú)馓峁┑妮^高冷卻速率促成了更精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)。
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氬氣保護(hù)下制造的奧氏體基體試樣的硬度高于氮?dú)獗Ｗo(hù)下的馬氏體微觀結(jié)構(gòu)試樣。這表明氬氣條件下制造的奧氏體基體具有更高的沉淀硬化能力。
在所有測(cè)試條件下，拉伸行為的差異*小。然而，氮?dú)獗Ｗo(hù)下3D打印的樣品表現(xiàn)出更高的強(qiáng)度和延展性。
該研究為改進(jìn)3D打印部件的質(zhì)量提供了有價(jià)值的見解，有助于更好地避免孔隙率和其他制造缺陷。金屬3D打印是一門涉及大量化學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)的**科學(xué)，通過(guò)這項(xiàng)研究，制造商或許能進(jìn)一步優(yōu)化3D打印條件，從而獲得更上等的成品。氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w對(duì)3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氧氣分析儀對(duì)金屬3D打印的重要性
在金屬3D打印過(guò)程中，我們通過(guò)激光將細(xì)金屬粉末一層一層地熔合。然而，這個(gè)過(guò)程需要極高的精度和純凈的環(huán)境，以防止雜質(zhì)和氧化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。因此，金屬增材制造行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)在于如何在制造過(guò)程中降低雜質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。
為了解決這個(gè)問題，金屬3D打印機(jī)通常將其原料送入一個(gè)惰性環(huán)境中，以消除污染并防止質(zhì)量問題。在這個(gè)環(huán)境中，氬氣等惰性氣體被用來(lái)提高焊接或粘合的質(zhì)量。同時(shí)，這個(gè)過(guò)程需要在嚴(yán)格的控制下進(jìn)行，以監(jiān)測(cè)環(huán)境中的氧氣水平。氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w對(duì)3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氧氣分析儀在金屬3D打印中起著至關(guān)重要的作用。用ADEV雙氧化鋯原理的微量氧分析儀來(lái)測(cè)量，它用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制打印室內(nèi)的氧氣水平，確保氣氛的穩(wěn)定性。因?yàn)楦咚降难鯕鈺?huì)導(dǎo)致原料粉末的氧化，從而降低層之間的焊接強(qiáng)度，直接影響制造零件的質(zhì)量。
通過(guò)使用氧氣分析儀，我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制氧含量的微小變化。這對(duì)于保持金屬部件的性能至關(guān)重要，特別是在航空航天、汽車和醫(yī)療等對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求極高的行業(yè)中。因此，氧氣分析儀是金屬3D打印過(guò)程中不可或缺的一部分，它有助于將產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降至比較低。
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