Способы улучшения микроструктуры посредством механической обработки материалов, полученных аддитивной технологией - RU2018135640A
Код документа: RU2018135640A
Формула
1. Способ (100), включающий:
- получение (102) первого слоя (116) цельного объекта (114), содержащего один или более взаимосвязанных компонентов,
причем первый слой (116) получают с использованием материала, который содержит первое множество зерен, структурированных в первой конфигурации, и при этом указанный материал выполнен с возможностью соединения со следующим слоем, полученным на первом слое (116) с получением части цельного объекта (114);
- по истечении порогового времени после получения первого слоя (116) цельного объекта (114) - приложение (104) внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116),
причем приложение внешней силы приводит к образованию одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала;
- получение (106) второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114),
причем получение второго слоя (118) вызывает перекристаллизацию материала первого слоя (116) во второе множество зерен (136, 138) с заменой одной или более групп зерен первого множества зерен вблизи указанных одной или более деформаций, и при этом второе множество зерен (136, 138) структурировано во второй конфигурации, отличной от первой конфигурации.
2. Способ по п. 1, по которому указанный материал представляет собой металл, а получение первого слоя (116) цельного объекта (114) включает использование аддитивного производства с подачей проволоки.
3. Способ по п. 1, по которому указанный материал представляет собой сплав, а получение первого слоя (116) цельного объекта (114) включает использование аддитивного производства с подачей порошка.
4. Способ по п. 1, по которому получение первого слоя (116) цельного объекта (114) с первым множеством зерен, структурированных в первой конфигурации, включает осаждение первого слоя (116) таким образом, что в результате эпитаксиального роста образуется множество удлиненных зерен (128-132).
5. Способ по п. 4, по которому получение первого слоя (116) цельного объекта (114) с первым множеством зерен, структурированных в первой конфигурации, включает осаждение первого слоя (116) таким образом, что удлиненные зерна (128, 132) в первом множестве зерен имеют столбчатую ориентацию, что обусловливает анизотропные свойства первого слоя (116) материала.
6. Способ по п. 4, по которому получение второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114), включает осаждение второго слоя (118) таким образом, что второе множество зерен (136, 138), структурированных во второй конфигурации, имеет соответствующий размер зерен, который меньше размера зерен в указанном множестве удлиненных зерен (128-132) первого множества зерен.
7. Способ по п. 1, по которому выполняемое по истечении порогового времени после получения первого слоя (116) цельного объекта (114) приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116), включает:
приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) по истечении данного порогового времени, которое зависит от времени, необходимого для того, чтобы температура материала первого слоя (116) снизилась до значения ниже температуры перекристаллизации материала первого слоя (116).
8. Способ по п. 1, по которому получение второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114), включает:
осаждение второго слоя (118) таким образом, что второе множество зерен (136, 138), структурированных во второй конфигурации, содержит зерна равноосной структуры и неупорядоченной кристаллической ориентации, в результате чего первый слой (116) материала имеет изотропные свойства.
9. Способ по п. 1, по которому приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) включает:
приложение внешней силы с использованием процесса дробеструйной нагартовки, который включает выброс множества физических объектов на первый слой (116) материала для создания указанных одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала.
10. Способ по п. 1, по которому приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) включает:
приложение внешней силы с использованием вращающегося устройства для ударной обработки лопастями, содержащего одну или более лопастей, выполненных с возможностью создания указанных одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала, когда вращающееся устройство для ударной обработки лопастями расположено и движется в пределах порогового расстояния от первого слоя (116).
11. Способ по п. 1, по которому приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) включает:
приложение внешней силы с использованием ультразвуковой нагартовки, включающей выброс звуковых импульсов в сторону одной или более частей первого слоя (116) материала для создания указанных одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала.
12. Способ по п. 1, по которому приложение внешней силы включает подвод теплоты к первому слою (116) материала, которая способствует перекристаллизации а указанных одной или более деформациях.
13. Способ по п. 1, по которому получение второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114), включает получение второго слоя (118) с использованием материала, который соответствует материалу первого слоя (116) цельного объекта (114).
14. Способ по п. 1, по которому получение второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114), включает получение второго слоя (118) с использованием второго материала, который отличается от материала первого слоя (116) цельного объекта (114).
15. Способ по п. 1, по которому приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) включает:
приложение внешней силы к верхней поверхности первого слоя (116) материала для создания множества деформаций во множестве положений в первой конфигурации первого множества зерен материала;
при этом пороговая продолжительность основана на времени, необходимом для перекристаллизации материала первого слоя (116) во второе множество зерен (136, 138), так чтобы второе множество зерен (136, 138) заменило по меньшей мере пороговую часть первого множества зерен.
16. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
по истечении второго порогового времени после получения второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114), - приложение внешней силы по меньшей мере к одной части второго слоя (118); и
получение третьего слоя (120), соединенного со вторым слоем (118), причем
получение третьего слоя (120) вызывает перекристаллизацию материала второго слоя (118) в третье множество зерен с заменой одной или более групп зерен данного множества зерен вблизи одной или более деформаций, вызванных приложением внешней силы, в конфигурации данного множества зерен материала второго слоя (118), а
третье множество зерен структурировано в третьей конфигурации, которая является такой же, как вторая конфигурация второго множества зерен (136, 138).
17. Устройство (112), содержащее:
цельный объект (114), имеющий один или более взаимосвязанных компонентов и содержащий:
первый слой (116), полученный с использованием материала, который содержит первое множество зерен, структурированных в первой конфигурации, причем указанный материал выполнен с возможностью соединения со следующим слоем, полученным на первом слое (116) с получением части цельного объекта (114), и по истечении порогового времени после получения первого слоя (116) прикладывают внешнюю силу по меньшей мере к одной части первого слоя (116) для создания одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала; и
второй слой (118), соединенный с первым слоем (116) цельного объекта (114), причем получение второго слоя (118) вызывает перекристаллизацию материала первого слоя (116) во второе множество зерен (136, 138) с заменой одной или более групп зерен первого множества зерен вблизи указанных одной или более деформаций, и при этом второе множество зерен (136, 138) структурировано во второй конфигурации, отличной от первой конфигурации.
18. Устройство по п. 17, в котором приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого спои (116) для создания одной или более деформаций а первой конфигурации первого множества зерен материала включает использование вращающегося устройства для ударной обработки лопастями, содержащего одну или более лопастей, которые вызывают указанные одну или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала, когда вращающееся устройство для ударной обработки лопастями расположено и движется в пределах порогового расстояния от первого слоя (116).
19. Устройство по п. 17, в котором приложение внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116) для создания одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала включает использование ультразвуковой нагартовки, включающей выброс импульсов в сторону одной или более частей первого слоя (116) материала для создания указанных одной или более деформаций в первой конфигурации первого множества зерен материала.
20. Способ (140), включающий:
- получение (142) первого слоя (116) цельного объекта (114), содержащего один или более взаимосвязанных компонентов,
причем первый слой (116) получают с использованием металла, который содержит удлиненные зерна (128-132), имеющие столбчатую ориентацию, что обусловливает анизотропные свойства первого слоя (116) металла, и при этом указанный металл выполнен с возможностью соединения со следующим слоем, полученным на первом слое (116), с получением части цельного объекта (114);
по истечении порогового времени после получения первого слоя (116) цельного объекта (114) - приложение (144) внешней силы по меньшей мере к одной части первого слоя (116),
причем приложение внешней силы приводит к образованию одной или более деформаций в столбчатой ориентации удлиненных зерен (128-132) металла; и
- получение (146) второго слоя (118), соединенного с первым слоем (116) цельного объекта (114),
причем получение второго слоя (118) приводит к перекристаллизации металла первого слоя (116) в равноосные зерна, заменяющие одно или более удлиненных зерен (128-132) металла первого слоя (116) вблизи указанных одной или более деформаций, причем равноосные зерна обусловливают изотропные свойства первого слоя (116) металла.
Комментарии