أخبار ar.wedoany.com، تمكن فريق بحثي من المركز المتقدم للبحوث الدولية في المساحيق المعدنية والمواد الجديدة (ARCI) في حيدر آباد بالهند، من تصنيع هيكل ثنائي المعدن خالٍ من التشققات، يربط بين الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل فائقة الحرارة، باستخدام تقنية التصنيع الإضافي بالانصهار بالليزر على طبقة المسحوق (PBF-LB/M).
قام الفريق بترسيب الفولاذ المقاوم للصدأ SS316L مباشرة على ركيزة من سبيكة Inconel 718 (IN718) بعد صقل سطحها، دون ظهور تشققات أو مسامية مرئية في الواجهة. أظهرت اختبارات الصلادة المجهرية أن صلادة الواجهة القصوى تبلغ حوالي 310 HV، بينما بلغت قوة الشد القصوى التي تم الحصول عليها من اختبارات الشد 550 ± 30 ميجا باسكال. حدث الكسر في جانب الفولاذ المقاوم للصدأ الأضعف ميكانيكيًا، وليس في واجهة التوصيل، مما يشير إلى ترابط قوي للواجهة.
وفقًا لوزارة العلوم والتكنولوجيا الهندية (DST)، فإن هذه الدراسة تدمج بين متانة ومقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ، وقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف لسبائك النيكل فائقة الحرارة في مكون واحد، مما يحل تحديًا تصنيعيًا طويل الأمد في هذا المجال. على سبيل المثال، قد تتعرض مناطق مختلفة داخل مكون واحد لتوربينات الغاز لدرجات حرارة تقترب من 2000 درجة مئوية، بينما توجد أجزاء أخرى بدرجات حرارة أقل بكثير. عند استخدام طرق اللحام التقليدية لربط SS316L وIN718، تنشأ بسهولة تشققات تصلب ومسامية وأطوار هشة في الوصلة، بسبب عدم التطابق في التركيب الكيميائي ودرجة الانصهار ومعامل التمدد الحراري بين المادتين.
ذكرت DST أن عملية التصنيع الإضافي هذه تتيح استخدام سبائك الحرارة العالية باهظة الثمن بدقة في المناطق التي تتعرض لأعلى أحمال حرارية، مما يقلل من الكمية الإجمالية لسبائك الحرارة العالية في المكون، ويخفض الاعتماد على المواد المستوردة. يمكن تطبيق هذه النتائج في مجالات مثل أنابيب الغلايات، والمبادلات الحرارية (المناسبة لمحطات الطاقة النووية ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم فائقة الحرج)، وأنظمة الطاقة الأخرى، والمفاعلات النووية، ومعدات معالجة النفط والغاز، حيث تتطلب هذه التطبيقات مقاومة عالية للتآكل وقوة في درجات الحرارة العالية. في مجال الطيران والفضاء، يمكن للهياكل ثنائية المعدن أن تجمع بين الهياكل الحاملة المصنوعة من الفولاذ وجانب سبيكة Inconel المقاوم للحرارة، حيث تتيح تقنية التصنيع الإضافي لسبائك الحرارة العالية العمل فقط في المواقع التي تتعرض فيها المكونات لحرارة شديدة. نُشرت نتائج البحث في مجلة "التقدم في التصنيع الإضافي" (Progress in Additive Manufacturing).
