هل تحتاج الأجزاء المعدنية إلى-إعادة الاختبار بعد المعالجة الحرارية؟

لماذا التفتيش قبل المعالجة الحرارية ليس كافيا؟

ما الذي تفعله المعالجة الحرارية فعليًا للجزء المعدني؟

تؤدي المعالجة الحرارية إلى تغيرات في البنية المجهرية (نمو الحبوب، وتحولات الطور، وتكوين الراسب)، وتخفف أو تعيد توزيع الضغوط المتبقية، ويمكن أن تسبب انكماشًا أو تزييفًا أو تشويهًا. قد تظهر الأكسدة السطحية أو الحجم، خاصة في العمليات غير -الفراغية. هذه التغييرات متأصلة في الطباعة بالليزر في مرحلة ما بعد المعالجة- للمعادن.

الفجوة بين الخصائص ""كما تم إنشاؤها"" و""كما-""

تُظهر الأجزاء "المصنوعة-" عادةً قوة عالية ولكن ليونة منخفضة بسبب الهياكل المارتنسيتية أو الخلوية والضغوط المتبقية. تختلف خصائص ما بعد العلاج-بشكل كبير.

مثال: Ti-6Al-4V

As-built: High UTS/YS (often >1100 ميجا باسكال نعم) ولكن استطالة منخفضة (~ 6-8٪).

After stress relief + HIP: Strength decreases moderately while ductility improves (elongation often >10-14٪). يعزز HIP عمر التعب عن طريق إغلاق المسام.

تشبيه الصناعة: اختبار العجين قبل الخبز لا يخبرك إلا القليل عن الخبز النهائي. لا يمكن للبيانات "كما تم إنشاؤها-" أن تمثل الأداء النهائي في التطبيقات الوظيفية.

ما الذي يمكن أن يتغير بعد المعالجة الحرارية؟

التغيرات الأبعاد والانحراف الهندسي

يمكن أن تسبب المعالجة الحرارية تشوهًا يتراوح من 0.1 إلى 0.5 مم أو أكثر في سبائك الألومنيوم بعد T6، اعتمادًا على الهندسة والتحكم في العملية. تعتبر الجدران الرقيقة والأجزاء المتدلية والميزات غير المتماثلة هي الأكثر عرضة للخطر. تتطلب الأجزاء ذات التفاوت المحكم - (±0.05 مم) دائمًا إجراء ما بعد العلاج -مسح CMM أو مسح ثلاثي الأبعاد. يعد تغيير أبعاد المعالجة الحرارية لأجزاء SLM أحد الاعتبارات المهمة.

تحولات الملكية الميكانيكية

تتغير الصلابة وقوة الشد ومقاومة الخضوع والاستطالة بشكل متوقع ولكن يجب التحقق منها.

أمثلة نموذجية قبل وبعد (القيم التقريبية لأجزاء SLM):

Ti-6Al-4V: قوة عالية مدمجة/ليونة منخفضة → ما بعد HT/HIP: قوة متوازنة + استطالة وتعب محسنين.

AlSi10Mg: نظرًا لأن-بنى قوة جيدة → T6: يتم إيقاف المقايضة المحسنة للقوة/الليونة-، غالبًا مع انخفاض بعض الصلابة ولكن أداء عام أفضل.

17-4PH: زيادة ملحوظة في القوة بعد المحلول + التعتيق (H900).

316L: تحسين الليونة ومقاومة التآكل بعد التلدين.

IN718: معالجة معقدة متعددة المراحل-لخصائص درجات الحرارة المرتفعة.

التغييرات السطحية والمجهرية

يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى خشونة الحبوب (خاصة في سبائك النيكل الفائقة). تؤثر الأكسدة على عمر التعب والتصاق الطلاء. قد تحتاج خشونة السطح (Ra) إلى إعادة القياس-قبل التشطيب النهائي.

المسامية الداخلية وانتشار الشقوق

يقلل HIP المسامية بشكل كبير (على سبيل المثال، من 0.3% إلى 0.3% تقريبًا).<0.05% in many cases). CT scanning for 3D printed metal parts before and after confirms effectiveness. Thermal cycling can also initiate or propagate cracks if stresses are not properly managed.

ما هي الاختبارات المطلوبة بعد المعالجة الحرارية؟

التفتيش الأبعاد

CMM للحصول على GD&T الدقيق للميزات المهمة.

مسح الضوء / الضوء الأزرق المنظم للأشكال الهندسية المعقدة.

أعد-التحقق من جميع التفاوتات المشددة وبيانات ما بعد-العلاج.

مسؤولعملية الطباعة ثلاثية الأبعاد SLMيقوم المصنعون بذلك بشكل روتيني.

الاختبارات الميكانيكية

اختبار الصلابة (روكويل، فيكرز): سريع وغير مدمر في كثير من الأحيان.

اختبار الشد/التعب: استخدم قسائم الشهود المطبوعة بنفس التصميم والاتجاه. ضروري للتحقق من الخصائص الميكانيكية لأجزاء SLM.

طرق-الاختبارات غير المدمرة (NDT).

المسح بالأشعة السينية / الأشعة المقطعية: الأفضل للمسامية الداخلية وفعالية HIP.

اختراق الصبغة (DPI): الشقوق السطحية.

اختبار الموجات فوق الصوتية (UT): العيوب تحت السطح في المقاطع الأكثر سمكًا.

فحص السطح والبنية الدقيقة

المقاطع المعدنية وقياس خشونة السطح (Ra) والفحص البصري للمقياس/الأكسدة. مهم جدًا للإرهاق الشديد-.الطباعة بالليزر على المعادنالتطبيقات.

معايير الصناعة التي تتطلب-فحص ما بعد العلاج

تشمل المعايير الرئيسية ما يلي:

ASTM F3301 (المعالجة الحرارية اللاحقة لـ PBF).

AMS 2801 (المعالجة الحرارية للتيتانيوم)، ASTM E8 (الشد)، ASTM E18 (الصلابة).

AS9100D (الفضاء)، ISO 13485 (الطبية)، سلسلة ISO 17296 للتصنيع الإضافي.

اطلب من مصنع الطباعة المعدنية بالليزر الخاص بك إمكانية التتبع الكامل وشهادات المعالجة الحرارية وتقارير الفحص.

جنبًا إلى جنب-جانبًا-جانبًا: متطلبات الفحص حسب المادة والتطبيق

السيناريوهات العالمية-الحقيقية

السيناريو 1 - اجتازت دعامة الفضاء الجوي-فحص المعالجة المسبقة ولكنها افتقرت إلى فحص ما بعد-الإجهاد-إعادة الإغاثة-. تسببت الضغوط المتبقية في حدوث تصدع في اختبار الاهتزاز ← فشل المجال والاستدعاء.

السيناريو 2 - مكون AlSi10Mg للزرعة الطبية ملتوي ~0.3 مم بعد T6. بعد-العلاج، اكتشفه CMM، مما منع -الولادة غير المطابقة.

عندما يكون من الممكن تبسيط إعادة-الاختبار

النماذج الأولية المرئية/غير{0}}الهيكلية.

مواد منخفضة الخطورة-مثل 316L مع تخفيف بسيط للضغط.

خطط أخذ العينات المعتمدة للطلبات المتكررة.