Ponašanje znajvišja tališča in vreliščavseh znanih elementov,volframje postala priljubljena izbira za aplikacije, ki vključujejo ekstremne temperature, vključno zžarilne nitke, obločno varjenje, zaščita pred sevanjemin v zadnjem času kotmaterial, obrnjen proti plazmiv fuzijskih reaktorjih, kot je tokamak ITER.

vendarkrhkost, ki je lastna volframuin mikrorazpoke, do katerih pride med aditivno proizvodnjo (3-D tiskanje) zredka kovina, je oviral njegovo široko sprejetje.

Da bi opredelili, kako in zakaj nastanejo te mikrorazpoke, so znanstveniki Nacionalnega laboratorija Lawrence Livermore (LLNL) združili termomehanske simulacije z videoposnetki visoke hitrosti, posnetimi med postopkom 3-D tiskanja kovin z lasersko prašno fuzijo (LPBF). Medtem ko so bile prejšnje raziskave omejene na preučevanje razpok po gradnji, so znanstveniki prvič lahko vizualizirali prehod iz duktilnega v krhko (DBT) v volframu v realnem času, kar jim je omogočilo opazovanje, kako se mikrorazpoke začnejo in širijo kot kovina. ogrevan in ohlajen. Ekipa je lahko povezala pojav mikrorazpok s spremenljivkami, kot so preostale napetosti, hitrost deformacije in temperatura, ter potrdila, da je DBT povzročil razpoke.

Raziskovalci so povedali, da študija, ki je bila nedavno objavljena v reviji Acta Materialia in predstavljena v septembrski številki prestižnega biltena MRS, razkriva temeljne mehanizme za vdor v3-D natisnjen volframin postavlja osnovo za prihodnja prizadevanja za proizvodnjo delov brez razpok iz kovine.

»Zaradi svojih edinstvenih lastnosti,volframje igral pomembno vlogo pri aplikacijah, specifičnih za misije, za Ministrstvo za energijo in Ministrstvo za obrambo,« je povedal soglavni raziskovalec Manyalibo »Ibo« Matthews. »To delo pomaga utreti pot k novemu predelovalnemu območju aditivne proizvodnjevolframki lahko pomembno vplivajo na te misije.«

S svojimi eksperimentalnimi opazovanji in računalniškim modeliranjem, izvedenim z uporabo kode končnih elementov Diablo LLNL, so raziskovalci ugotovili, da se mikrorazpoke v volframu pojavljajo v majhnem oknu med 450 in 650 stopinjami Kelvina in so odvisne od stopnje deformacije, na katero neposredno vplivajo procesni parametri. Prav tako so lahko povezali velikost območja, ki ga je prizadela razpoka, in morfologijo mreže razpok z lokalnimi preostalimi napetostmi.

Lawrence Fellow Bey Vrancken, glavni avtor prispevka in soglavni raziskovalec, je zasnoval in izvedel poskuse ter opravil večino analize podatkov.

"Predvideval sem, da bo prišlo do zamude pri razpokanju volframa, vendar so rezultati močno presegli moja pričakovanja," je dejal Vrancken. »Termomehanski model je zagotovil razlago za vsa naša eksperimentalna opazovanja in oba sta bila dovolj podrobna, da sta zajela odvisnost od stopnje deformacije DBT. S to metodo imamo odlično orodje za določanje najučinkovitejših strategij za odpravo razpok med LPBF volframa.«

Raziskovalci so povedali, da delo zagotavlja podrobno, temeljno razumevanje vpliva procesnih parametrov in geometrije taline na nastanek razpok ter prikazuje vpliv sestave materiala in predgretja na strukturno celovitost delov, natisnjenih z volframom. Ekipa je zaključila, da bi lahko dodajanje določenih elementov zlitine pomagalo zmanjšati prehod DBT in okrepiti kovino, medtem ko bi lahko predgrevanje pomagalo ublažiti mikrorazpoke.

Ekipa uporablja rezultate za ovrednotenje obstoječih tehnik za ublažitev razpok, kot so modifikacije postopkov in zlitin. Raziskovalci so povedali, da bodo ugotovitve skupaj z diagnostiko, razvito za študijo, ključne za končni cilj Laboratorija o 3-D tiskanju delov iz volframa brez razpok, ki lahko prenesejo ekstremna okolja.