Boasting nutitik lebur jeung golak pangluhurnasakabeh elemen dipikawanoh,tungstengeus jadi pilihan populér pikeun aplikasi ngalibetkeun hawa ekstrim, kaasupfilamén bohlam lampu, las busur, shielding radiasijeung, leuwih anyar, salakubahan nyanghareup plasmadina réaktor fusi sapertos ITER Tokamak.

Tapi,brittleness alamiah tungsten urang, sarta microcracking anu lumangsung bari aditif manufaktur (percetakan 3-D) jeunglogam langka, geus hampered nyoko nyebar na.

Pikeun characterize kumaha jeung naha microcracks ieu kabentuk, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) élmuwan geus digabungkeun simulasi thermomechanical jeung video-speed tinggi dicokot salila laser bubuk-ranjang fusi (LPBF) prosés percetakan logam 3-D. Padahal panalungtikan saméméhna ngan ukur pikeun mariksa retakan saatos ngawangun, para ilmuwan pikeun kahiji kalina tiasa ngabayangkeun transisi ductile-to-brittle (DBT) dina tungsten sacara real-time, ngamungkinkeun aranjeunna ningali kumaha microcracks dimimitian sareng sumebar salaku logam. dipanaskeun jeung tiis. Tim éta tiasa ngahubungkeun fenomena microcracking sareng variabel sapertos setrés sésa, laju galur sareng suhu, sareng mastikeun yén DBT nyababkeun retakan.

Panaliti nyarios yén panilitian, nembé dipedar dina jurnal Acta Materialia sareng diulas dina édisi Séptémber Buletin MRS anu bergengsi, mendakan mékanisme dasar anu aya di balik retakan.3-D-dicitak tungstentur nyetel garis dasar pikeun usaha hareup pikeun ngahasilkeun bagian bébas retakan tina logam.

"Kusabab sipat unikna,tungstengeus maénkeun peran signifikan dina aplikasi misi-spésifik pikeun Departemen Énergi sarta Departemen Pertahanan, "ceuk ko-poko investigator Manyalibo "Ibo" Matthews. "Karya ieu ngabantosan jalan nuju wilayah pangolahan manufaktur aditif énggaltungstenanu tiasa gaduh dampak anu signifikan pikeun misi ieu.

Ngaliwatan observasi eksperimen maranéhanana jeung modeling komputasi dipigawé maké kode unsur terhingga Diablo urang LLNL urang, peneliti manggihan yén microcracking dina tungsten lumangsung dina jandela leutik antara 450 jeung 650 derajat Kelvin sarta gumantung kana laju galur, nu langsung dipangaruhan ku parameter prosés. Éta ogé tiasa ngahubungkeun ukuran daérah anu kapangaruhan ku retakan sareng morfologi jaringan retakan kana tegangan sésa lokal.

Lawrence Fellow Bey Vrancken, panulis utama makalah sareng investigator ko-poko, ngararancang sareng ngalaksanakeun percobaan sareng ogé ngalaksanakeun kalolobaan analisa data.

"Kuring kungsi hipotésis yén bakal aya reureuh dina cracking pikeun tungsten, tapi hasilna greatly ngaleuwihan ekspektasi kuring," ceuk Vrancken. "Modél térmomékanik nyayogikeun panjelasan pikeun sadaya pangamatan ékspérimén kami, sareng duanana cukup detil pikeun nangkep gumantungna tingkat galur DBT. Kalayan padika ieu, urang gaduh alat anu saé pikeun nangtoskeun strategi anu paling efektif pikeun ngaleungitkeun retakan salami LPBF tungsten.

Peneliti ceuk karya nyadiakeun detil, pamahaman fundamental pangaruh parameter prosés jeung géométri ngalembereh on formasi retakan sarta nembongkeun komposisi bahan dampak na preheating gaduh on integritas struktural bagian dicitak kalawan tungsten. Tim nu menyimpulkan yén nambahkeun elemen alloy tangtu bisa mantuan ngurangan transisi DBT jeung nguatkeun logam, bari preheating bisa mantuan mitigate microcracking.

Tim éta ngagunakeun hasil pikeun meunteun téknik mitigasi retakan anu aya, sapertos prosés sareng modifikasi alloy. Papanggihan, babarengan jeung diagnostics dimekarkeun pikeun ulikan, bakal krusial kana tujuan pamungkas Laboratorium urang 3-D percetakan bagian tungsten bébas retakan nu bisa tahan lingkungan ekstrim, ceuk peneliti.