Paduan CuCrZr dapat digunakan tidak hanya pada suhu ruangan tetapi juga di lingkungan-bersuhu tinggi. Para peneliti dari Institut Penelitian Umum Logam Nonferrous Beijing dan lembaga lain mempelajari sifat tarik dan termal paduan tembaga yang diproduksi oleh lapisan bubuk laser (LPBF) pada suhu tinggi (600 derajat).
Pencetakan 1,3D dan perlakuan panas paduan CuCrZr
Penelitian ini menggunakan serbuk CuCrZr dengan ukuran partikel 10-69 μm untuk dicetak pada substrat 316L menggunakan pencetakan laser hijau.
Perlakuan panas penuaan langsung: 500 derajat × 1 jam, pendinginan tungku.
2, Konduktivitas termal suhu tinggi dari paduan CuCrZr
Dalam kisaran suhu 25 derajat hingga 900 derajat, kapasitas panas spesifik paduan CuCrZr yang dibuat dengan LPBF meningkat dari 0,38 J·g⁻¹·K⁻¹ menjadi 0,50 J·g⁻¹·K⁻¹; difusivitas termal (T) menurun dari 99 mm²·s⁻¹ menjadi 65 mm²·s⁻¹; dan konduktivitas termal λ(T) menurun dari 329 W·m⁻¹·K⁻¹ menjadi 287 W·m⁻¹·K⁻¹.
3,Sifat tarik suhu tinggi-dari paduan CuCrZr yang dibuat oleh LPBF.
Suhu ruangan: Kekuatan tarik (UTS): 585 MPa, Pemanjangan (EL): 14,4%;
100 derajat : Kekuatan tarik menurun menjadi 482 MPa, plastisitas meningkat, dan perpanjangan menjadi 18,0%;
300 derajat : Kekuatan dan plastisitas paduan sedikit meningkat (UTS: 493 MPa, EL: 21.1%);
600 derajat : Kekuatan dan plastisitas mulai menurun secara bersamaan (UTS: 180 MPa, EL: 6.1%), yang pada titik tersebut terjadi transisi ulet-getah;
700 derajat : Sifat tarik paduan menurun secara signifikan (UTS: 140 MPa, EL: 3,8%).
4, Pengaruh metode pembuatan terhadap sifat suhu tinggi paduan CuCrZr.
5,Dalam-kisaran suhu tinggi 300–700 derajat, tegangan tarik
sifat-sifat yang diperoleh dalam penelitian ini sebanding dengan sifat-sifat paduan CuCrZr yang diproduksi secara aditif serupa.
Dalam penelitian lain, pada suhu di bawah 300 derajat , sifat termal paduan CuCrZr yang dibuat dengan peleburan lapisan serbuk berkas elektron (EB-PBF), terlepas dari apakah paduan tersebut dalam keadaan disiapkan atau diberi perlakuan panas-, secara signifikan lebih unggul dibandingkan sampel peleburan lapisan bubuk laser (LPBF). Mekanismenya adalah sebagai berikut:
①.Perbedaan penyerapan energi
Copper alloys have a much higher absorption rate for electron beams (>80%) dibandingkan-sinar laser inframerah dekat/hijau (10–74%).
②. Efek Ketebalan Lapisan Serbuk
Ketebalan lapisan proses EB-PBF (50–70 μm) biasanya lebih besar dibandingkan LPBF (20–40 μm). Lapisan bubuk yang lebih tebal menyebabkan berkurangnya laju pendinginan.
③.Evolusi Struktur Mikro: Pencairan dan pemadatan berulang selama proses LPBF menghasilkan kepadatan dislokasi yang tinggi, menghasilkan tegangan sisa yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sampel EB-PBF.
④.Perbedaan Strategi Pemindaian
C.EB-PBF menggunakan pemindaian rotasi sederhana 0 derajat /90 derajat /180 derajat, menghasilkan butiran yang kasar dan teratur serta kuat<100>tekstur serat; sedangkan pemindaian rotasi 67 derajat LPBF menghasilkan struktur-berbutir halus dan tidak beraturan serta membentuk struktur yang kuat<110>tekstur serat sepanjang arah pembentukan.
Singkatnya, efek gabungan dari tegangan sisa, orientasi kristal, dan struktur butiran halus menghasilkan paduan olahan LPBF-yang memiliki sifat termal lebih rendah dibandingkan dengan sampel EB-PBF, namun sifat mekaniknya lebih unggul.
6, Pembuatan bahan barang kering
① Paduan CuCrZr menunjukkan sifat tarik yang baik pada 600 derajat (kekuatan tarik UTS: 180 MPa, perpanjangan EL: 6,1%). Dislokasi-ke-interaksi dislokasi,-benda berkepadatan tinggi-presipitat kaya Cr dan Zr skala nano berpusat pada-kepadatan tinggi, batas butiran sudut-yang besar, dan rekristalisasi yang ditekan berkontribusi dalam mempertahankan sifat tarik yang baik ini pada suhu tinggi.
② Paduan ini menunjukkan konduktivitas termal yang sangat baik, yang sedikit menurun hingga sekitar 290 W/(m·K) pada 600 derajat. Hal ini disebabkan oleh sisa endapan kaya Cr dan Zr-skala nano bcc dan pengurangan dislokasi kepadatan-tinggi. Penurunan konduktivitas termal dengan meningkatnya suhu disebabkan oleh pemulihan statis dan rekristalisasi statis yang berkelanjutan, yang menyebabkan penuaan berlebih, agregasi endapan, dan hamburan fonon yang disebabkan oleh cacat kristal dan hamburan terbalik.
