Boasting derhéchste Schmelz- a Kachpunktenvun all bekannten Elementer,wolframgouf eng populär Wiel fir Uwendungen mat extremen Temperaturen, dorënnerGlühbirnen Filamenter, Arc Schweess, Stralung shieldingan, méi kuerzem, alsPlasma-konfrontéiert Materiala Fusiounsreaktoren wéi den ITER Tokamak.

Allerdéngs,Wolfram seng inherent Bréchheet, an d'Mikroknacken déi während der additiv Fabrikatioun geschitt (3-D Dréckerei) mat derseelen Metal, huet seng verbreet Adoptioun behënnert.

Fir ze charakteriséieren wéi a firwat dës Mikroknacken bilden, hunn Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Wëssenschaftler thermomechanesch Simulatioune mat High-Speed-Videoen kombinéiert, déi während der Laserpulverbettfusioun (LPBF) Metall 3-D Drockprozess gemaach goufen. Wärend fréier Fuerschung limitéiert war op d'Untersuchung vu Rëss nom Bau, konnten d'Wëssenschaftler fir d'éischte Kéier den ductile-to-brittle Transitioun (DBT) am Wolfram an Echtzäit visualiséieren, wat hinnen erlaabt ze observéieren wéi Mikrorëss initiéiert a verbreet als Metall gehëtzt a gekillt. D'Team konnt de Mikrokracking-Phänomen mat Variablen wéi Reschtstress, Belaaschtungsrate an Temperatur korreléieren, a bestätegen datt den DBT d'Rëss verursaacht huet.

D'Fuerscher soten datt d'Etude, viru kuerzem an der Zäitschrëft Acta Materialia publizéiert an an der September Ausgab vum prestigiéisen MRS Bulletin gewisen, déi fundamental Mechanismen hannert Rëss entdeckt3-D-gedréckt Wolframa setzt eng Basis fir zukünfteg Efforten fir knackenfräi Deeler aus dem Metall ze produzéieren.

"Wéinst seng eenzegaarteg Eegeschaften,wolframhuet eng bedeitend Roll an der Missiounsspezifesch Uwendunge fir den Energiedepartement a Verdeedegungsministère gespillt", sot de Co-Haaptenquêteur Manyalibo "Ibo" Matthews. "Dës Aarbecht hëlleft de Wee Richtung nei additive Fabrikatioun Veraarbechtung Territoire firwolframdat kann e wesentlechen Impakt op dës Missiounen hunn.

Duerch hir experimentell Observatioune a computational Modeller, déi mam LLNL sengem Diablo endlechen Element Code duerchgefouert goufen, hunn d'Fuerscher festgestallt datt Mikrokracken am Wolfram an enger klenger Fënster tëscht 450 an 650 Grad Kelvin geschitt an ofhängeg vun der Belaaschtungsrate ass, déi direkt vu Prozessparameter beaflosst ass. Si konnten och d'Gréisst vum Krack-betraffene Gebitt an d'Kracknetzmorphologie mat lokalen Reschtspannungen korreléieren.

De Lawrence Fellow Bey Vrancken, de Lead Autor vum Pabeier a Co-Haaptenquêteur, huet d'Experimenter entworf an duerchgefouert an och déi meescht vun der Datenanalyse gemaach.

"Ech hat hypothetiséiert, datt et e Verspéidung an der Rëss fir Wolfram wier, awer d'Resultater iwwerschratt meng Erwaardungen," sot Vrancken. "Den thermomechanesche Modell huet eng Erklärung fir all eis experimentell Observatioune geliwwert, a béid waren detailléiert genuch fir d'Belaaschtungsquote Ofhängegkeet vum DBT z'erreechen. Mat dëser Method hu mir en exzellent Tool fir déi effektivst Strategien ze bestëmmen fir Rëss während LPBF vu Wolfram ze eliminéieren.

Fuerscher gesot, datt d'Aarbecht eng detailléiert gëtt, fundamental Versteesdemech vun den Afloss vun Prozess Parameteren an Schmelze Geometrie op Rëss Formatioun a weist den Impakt Material Zesummesetzung an preheating hunn op der strukturell Integritéit vun Deeler mat Wolfram gedréckt. D'Team huet ofgeschloss datt d'Addéiere vu bestëmmte Legierungselementer hëllefe kéint den DBT-Iwwergang reduzéieren an d'Metall stäerken, während d'Virheizung hëllefe kéint d'Mikrokraken reduzéieren.

D'Team benotzt d'Resultater fir existent Rëss-Mitigatiounstechniken ze evaluéieren, wéi Prozess- an Legierungsmodifikatiounen. D'Resultater, zesumme mat der Diagnostik entwéckelt fir d'Etude, wäerten entscheedend sinn fir den ultimativen Zil vum Laboratoire fir 3-D Dréckerei knackenfräi Wolfram Deeler déi extremen Ëmfeld widderstoen kënnen, hunn d'Fuerscher gesot.