As ligas de CuCrZr podem ser usadas não apenas em temperatura ambiente, mas também em ambientes-de alta temperatura. Pesquisadores do Instituto Geral de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim e outras instituições estudaram as propriedades de tração e térmicas de ligas de cobre fabricadas por leito de pó a laser (LPBF) em altas temperaturas (600 graus).
Impressão 1,3D e tratamento térmico de liga CuCrZr
Este estudo utilizou pó de CuCrZr com tamanho de partícula de 10-69 μm para imprimir em um substrato 316L usando impressão a laser verde.
Tratamento térmico de envelhecimento direto: 500 graus × 1h, resfriamento do forno.
2, condutividade térmica de alta- temperatura da liga CuCrZr
Dentro da faixa de temperatura de 25 graus a 900 graus, a capacidade térmica específica das ligas CuCrZr preparadas por LPBF aumentou de 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ para 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; a difusividade térmica (T) diminuiu de 99 mm²·s⁻¹ para 65 mm²·s⁻¹; e a condutividade térmica λ(T) diminuiu de 329 W·m⁻¹·K⁻¹ para 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3, Propriedades de tração em alta-temperatura de ligas de CuCrZr preparadas por LPBF.
Temperatura ambiente: Resistência à tração (UTS): 585 MPa, Alongamento (EL): 14,4%;
100 graus: A resistência à tração diminui para 482 MPa, enquanto a plasticidade melhora e o alongamento é de 18,0%;
300 graus: A resistência da liga e a plasticidade aumentam ligeiramente (UTS: 493 MPa, EL: 21,1%);
600 graus: A resistência e a plasticidade começam a diminuir simultaneamente (UTS: 180 MPa, EL: 6,1%), ponto em que ocorre a transição dúctil-frágil;
700 graus: As propriedades de tração da liga deterioram-se significativamente (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4,Influência do método de fabricação nas propriedades-de alta temperatura da liga CuCrZr.
5, dentro da faixa de alta-temperatura de 300 a 700 graus, a resistência à tração
as propriedades obtidas neste estudo são comparáveis às de ligas similares de CuCrZr fabricadas com aditivo.
Em outro estudo, em temperaturas abaixo de 300 graus , as propriedades térmicas das ligas de CuCrZr preparadas por fusão em leito de pó por feixe de elétrons (EB-PBF), independentemente de estarem no estado preparado ou tratado-calormente, foram significativamente superiores às amostras de fusão em leito de pó a laser (LPBF). O mecanismo é o seguinte:
①.Diferença na absorção de energia
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) do que feixes de laser-infravermelho próximo/verde (10–74%).
②. Efeito de espessura da camada de pó
A espessura da camada do processo EB-PBF (50–70 μm) é normalmente maior que a do LPBF (20–40 μm). Uma camada de pó mais espessa leva a uma taxa de resfriamento reduzida.
③.Evolução da microestrutura: A fusão e solidificação repetidas durante o processo LPBF geram uma alta densidade de deslocamento, resultando em uma tensão residual significativamente maior em comparação com a amostra EB-PBF.
④.Diferenças nas estratégias de digitalização
C.EB-O PBF emprega uma varredura rotacional simples de 0 graus/90 graus/180 graus, resultando em granulações grosseiras e regulares e uma forte<100>textura de fibra; enquanto a varredura rotacional de 67 graus do LPBF leva a uma estrutura irregular e-de granularidade fina e forma um forte<110>textura da fibra ao longo da direção de formação.
Em resumo, os efeitos combinados de tensão residual, orientação cristalina e estrutura de grão fino resultam em ligas preparadas com LPBF-com propriedades térmicas inferiores em comparação com amostras de EB-PBF, mas com propriedades mecânicas superiores.
6,produtos secos de fabricação de materiais
① A liga CuCrZr apresenta boas propriedades de tração a 600 graus (resistência à tração UTS: 180 MPa, alongamento EL: 6,1%). Interações de deslocamento-a-deslocamento, precipitados ricos em Cr e Zr-em nanoescala cúbica de alta-corpo de alta densidade-centrados em nanoescala, limites de grão de grande-ângulo e recristalização suprimida contribuem para manter essas boas propriedades de tração em altas temperaturas.
② Esta liga apresenta excelente condutividade térmica, que diminui ligeiramente para aproximadamente 290 W/(m·K) a 600 graus. Isso é atribuído aos precipitados residuais ricos em Cr e Zr-em nanoescala de Cco e à redução de deslocamentos-de alta densidade. A diminuição da condutividade térmica com o aumento da temperatura é devida à recuperação estática contínua e à recristalização estática, levando ao envelhecimento excessivo, à agregação de precipitados e ao espalhamento de fônons causado por defeitos de cristal e espalhamento inverso.
