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研究人员开发新型钛合金 在所有3D打印金属中具有的比强度

2022-09-20 12:00 · 稿源: cnbeta

蒙纳士大学的工程师们开发了一种新的可3D打印的钛合金,其独特的微观结构使其具有超强的强度它不仅比大多数其他形式的钛强,而且在任何3D打印的金属中具有最高的比强度。

钛合金由于其强度和相对较轻的重量,已经在工业界受到重视,这使得它们非常适合用于飞机和其他车辆。但总是有改进的余地,蒙纳士大学研究人员新开发的合金不仅拥有更高的强度,而且由于它是3D打印的,所以更容易做成任何需要的形状。

该团队从一种常见的3D打印技术开始,用激光熔化一床粉末状金属,将其逐层熔化成固体。在这种情况下,这种粉末状金属是常用的β钛合金。接下来,该材料在480至520°C(896至968°F)的温度下进行热处理,从而产生一种微观结构,使合金具有令人难以置信的强度。

处理过程使钛的颗粒以纳米晶粒的形式沉淀在一起,它们合并成“纳米双胞胎”结构,每个都有一个共同的侧面。研究小组说,这是第一种表现出这种结构的钛合金,它使它比通常的钛合金要强得多。

在测试中,该团队证明了新的钛合金具有超过1600 MPa的伸长率和抗拉强度。作为参考,大多数商业钛合金的最高强度在1000 MPa左右。该团队说,这也是任何其他3D打印金属合金的最高特定强度。

该研究的首席研究员黄爱军教授说:“我们的发现为商业合金的沉淀强化提供了一种全新的方法,可以用来生产具有复杂形状的真实部件,用于承重应用。到目前为止,这种应用在任何钛合金中都是不存在的。3D打印加上简单的热处理也意味着与其他具有类似强度的材料相比,工艺成本大大降低。”

这项研究发表在《自然材料》杂志上。

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