Laboratórios AmPd lançou um white paper apresentando dados de tração, impacto e microestruturais à temperatura ambiente para a superliga à base de níquel MAR-M 247LC produzida por jateamento de ligante de steel, marcando o primeiro conjunto de dados publicamente disponível para esta combinação de liga e processo a ser validado por um laboratório independente credenciado.
Os testes foram realizados pela Accu-Take a look at Labs, com sede em Houston, TX, uma instalação credenciada pela ISO/IEC 17025:2017, em amostras cilíndricas impressas em um Steel de mesa Store System usando pó MAR-M 247LC atomizado a gás fornecido por Pós Contínuos e sinterizado sob o ciclo térmico proprietário da AmPd Labs. Nenhuma prensagem isostática a quente ou tratamento térmico pós-sinterização foi aplicada a qualquer amostra. Os resultados completos foram publicados em um Livro Branco.
Ductilidade acima da faixa
Três amostras de tração retornaram uma resistência à tração ultimate média (UTS) de 159,7 ksi (1.101 MPa), dentro da faixa de 140–175 ksi publicada para MAR-M 247 fundido convencionalmente e acima do mínimo da especificação EMS-55447 de 140 ksi. O limite de escoamento médio (YS) atingiu 111,6 ksi (769 MPa), atendendo ao piso de especificação de 105 ksi. A dispersão amostra a amostra foi estreita: YS variou em ±0,3 ksi nos três testes.
O afastamento mais pronunciado dos benchmarks fundidos ocorreu na ductilidade. O alongamento médio foi de 19,6%, em comparação com a faixa de 4–8,5% normalmente relatada para molde de investimento equiaxal MAR-M 247. A redução da área foi em média de 9,4%, consistente com os valores de molde publicados. O teste de impacto Charpy V-notch em temperatura ambiente retornou uma energia absorvida média de 32,3 ft-lbs com um modo de fratura por cisalhamento de 50–55%, indicando uma resposta mista à falha dúctil-frágil que a empresa atribui à microestrutura de granulação fina produzida durante a sinterização.
A densidade sinterizada atingiu 98% da teórica sem HIP, e o exame metalográfico mostrou tamanhos de grão ASTM 5–6 (aproximadamente 45–65 µm de diâmetro médio de grão), substancialmente mais fino do que a estrutura dendrítica grosseira característica de peças fundidas convencionais. A microscopia óptica em 100× e 500× confirmou uma matriz gama com precipitados intragranulares gama-prime e carbonetos de contorno de grão consistentes com a família de ligas MAR-M 247LC.
Visando a produção de jateamento de ligante de componentes de turbinas
A AmPd Labs atribui a elevada ductilidade à estrutura de grãos finos e equiaxiais produzida por jato de ligante e sinterização, que, segundo a empresa, promove deformação plástica mais homogênea sob carga de tração do que estruturas fundidas grosseiras. O white paper observa que o limite de escoamento poderia ser aumentado ainda mais por meio de soluções otimizadas e tratamentos de envelhecimento, enquanto se espera que o HIP feche a porosidade residual restante.
MAR-M 247LC é usado principalmente em componentes de turbinas de seção quente para propulsão aeroespacial e turbinas a gás industriais, onde a resistência a altas temperaturas e o reforço gama-prime da liga são críticos. A produção convencional depende de fundição de precisão, um processo que requer infraestrutura de fundição com capacidade de vácuo, ferramentas significativas e prazos de entrega medidos em meses. A AmPd Labs posiciona sua rota de jateamento de ligante como uma alternativa para aplicações que exigem complexidade geométrica, iteração rápida ou produção de menor quantity, onde ferramentas de fundição não são comercialmente justificadas.
A empresa opera equipamentos Desktop Steel Store System juntamente com sistemas de polímeros de sinterização seletiva a laser e projeção direta de luz e lista aeroespacial, defesa, energia e processamento industrial como seus principais setores-alvo. O white paper foi escrito em coautoria com Sunil Badwe, Ph.D., vice-presidente de Pesquisa e Desenvolvimento – Metalurgia da Continuum Powders.