Команда исследователей из Национального института материаловедения Японии (NIMS) объявила о значительном достижении в области 3D-печати металлов, улучшив прочность жаропрочной стали с помощью метода, известного как лазерная печать по порошковому слою (LPBF).
Исследование показывает, что LPBF увеличил срок службы жаропрочной ферритной стали, в частности модифицированной стали 9Cr-1Mo, более чем в десять раз по сравнению с традиционными методами производства. Эта сталь обычно используется в тепловых электростанциях.
В ходе экспериментов исследователи провели испытания на ползучесть при 650°C и 100 МПа давления в течение 10 000 часов. В то время как традиционно термически обработанная сталь разрушалась в течение 400-800 часов, образцы, изготовленные с помощью LPBF, не показали признаков разрушения даже после продолжительных испытаний.
Уникальная прочность стали LPBF объясняется ее микроструктурой, которая значительно отличается от традиционно термически обработанной стали. Быстрое охлаждение в процессе LPBF создает высокотемпературную δ-фазу феррита, что улучшает способность материала выдерживать экстремальные условия.
Текущие испытания направлены на дальнейшую оценку пределов материала, при этом исследователи стремятся провести оценку прочности на разрыв при ползучести на уровне 100 000 часов. Последствия этого исследования могут привести к созданию более безопасных и долговечных компонентов в различных отраслях, включая энергетику и аэрокосмическую отрасль.
Пока команда продолжает исследовать потенциал технологии LPBF, результаты могут проложить путь к более широкому применению передовых методов производства, способных создавать сложные формы и одновременно улучшать характеристики материалов.