氮氣和氬氣等氣體對3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氮氣和氬氣等氣體對3D打印不銹鋼的影響
近期，一組研究人員深入探討了在3D打印過程中，使用氮氣或氬氣作為保護氣體對17-4 PH不銹鋼*終機械性能的影響。
優(yōu)化和提升3D打印部件的機械性能，一直是研究的重要方向。研究人員在不斷探索各種工藝參數(shù)、掃描策略和構(gòu)建方向的影響。而保護氣體的選擇，作為另一個關(guān)鍵參數(shù)，不僅影響制造部件的熱物理性能，還直接影響其機械性能。保護氣體的作用在于消除熔池周圍的活性氣體，防止與大氣發(fā)生**反應(yīng)。在選擇合適的保護氣體時，必須充分考慮氣體與熔池基礎(chǔ)材料的相互作用及化學(xué)冶金反應(yīng)。
研究團隊針對不同保護氣體（如氮氣、氬氣和氦氣）對不同材料（如碳鋼、不銹鋼和鋁合金）的影響進行了深入探索。研究重點在于模擬L-PBF工藝中單個軌道的熱響應(yīng)，并考慮不同保護氣體下的對流傳熱效應(yīng)。通過數(shù)值研究，獲取了在氬氣和氮氣保護下的部件溫度、溫度梯度和冷卻速率。隨后，研究人員進行了顯微硬度測試和拉伸測試，以評估3D打印部件在不同保護氣體下的機械性能。氮氣和氬氣等氣體對3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
研究得出以下結(jié)論：
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氮氣作為保護氣體時，熔池的溫度和溫度梯度較低，冷卻速率相對較高。這主要歸因于氮氣的高導(dǎo)熱系數(shù)。
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使用氮氣作為保護氣體時，更多的能量從熔池散失到環(huán)境中，導(dǎo)致冷卻速率提高。
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在氮氣保護下制造的試樣顯微硬度略高于氬氣保護下的試樣。這是由于氮氣提供的較高冷卻速率促成了更精細的微觀結(jié)構(gòu)。
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氬氣保護下制造的奧氏體基體試樣的硬度高于氮氣保護下的馬氏體微觀結(jié)構(gòu)試樣。這表明氬氣條件下制造的奧氏體基體具有更高的沉淀硬化能力。
在所有測試條件下，拉伸行為的差異*小。然而，氮氣保護下3D打印的樣品表現(xiàn)出更高的強度和延展性。
該研究為改進3D打印部件的質(zhì)量提供了有價值的見解，有助于更好地避免孔隙率和其他制造缺陷。金屬3D打印是一門涉及大量化學(xué)和數(shù)學(xué)知識的**科學(xué)，通過這項研究，制造商或許能進一步優(yōu)化3D打印條件，從而獲得更上等的成品。氮氣和氬氣等氣體對3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氧氣分析儀對金屬3D打印的重要性
在金屬3D打印過程中，我們通過激光將細金屬粉末一層一層地熔合。然而，這個過程需要極高的精度和純凈的環(huán)境，以防止雜質(zhì)和氧化對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。因此，金屬增材制造行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)在于如何在制造過程中降低雜質(zhì)風(fēng)險。
為了解決這個問題，金屬3D打印機通常將其原料送入一個惰性環(huán)境中，以消除污染并防止質(zhì)量問題。在這個環(huán)境中，氬氣等惰性氣體被用來提高焊接或粘合的質(zhì)量。同時，這個過程需要在嚴格的控制下進行，以監(jiān)測環(huán)境中的氧氣水平。氮氣和氬氣等氣體對3D打印不銹鋼的影響及ADEV微量氧分析儀的使用
氧氣分析儀在金屬3D打印中起著至關(guān)重要的作用。用ADEV雙氧化鋯原理的微量氧分析儀來測量，它用于實時監(jiān)測和控制打印室內(nèi)的氧氣水平，確保氣氛的穩(wěn)定性。因為高水平的氧氣會導(dǎo)致原料粉末的氧化，從而降低層之間的焊接強度，直接影響制造零件的質(zhì)量。
通過使用氧氣分析儀，我們可以及時發(fā)現(xiàn)并控制氧含量的微小變化。這對于保持金屬部件的性能至關(guān)重要，特別是在航空航天、汽車和醫(yī)療等對產(chǎn)品質(zhì)量要求極高的行業(yè)中。因此，氧氣分析儀是金屬3D打印過程中不可或缺的一部分，它有助于將產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險降至比較低。
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