澳大利亚工程师领导的科研团队在最新一期《自然·材料》杂志上撰文称,他们首次使用3D打印方法,获得了迄今比强度最高的钛合金,这是航空航天、国防、能源和生物医学行业的一次重大飞跃。
这项世界首创的研究由蒙纳士大学的Aijun Huang教授和Yuman Zhu博士牵头。研究表明,尖端3D打印技术可用于生产超高强度商用钛合金,让其获得前所未有的机械性能。
“钛合金需要复杂的铸造和热机械处理,以满足某些重要部件所需的高强度。我们已经发现,叠加制造技术可以凭借其独特的制造工艺,在商业钛合金中制造出超高强度并具有热稳定性的部件,并能直接应用于实践中。”Huang教授说道,“在对商用钛合金进行简单的后热处理后,该金属能达到超过1600MPa的充分伸长率和抗拉强度,这是迄今为止所有3D打印金属中尖端的强度系数。”这项工作为制造具有独特微观结构和优良性能的可广泛应用的结构材料铺平了道路。”
在过去的十多年里,3d打印引领了金属预制件的新纪元,因为它可以自由地进行设计,几乎可以制成任何形状的部件。钛合金目前是航空航天工业中领先的3d打印金属组件。然而,在许多结构应用中,大多数用3d打印制成的钛合金并没有表现出令人满意的性能,特别是在室内时,它们有强度不足的问题,在严苛的使用条件下,也有温度升高的问题。
研究人员说:“最新研究为商用合金的沉淀强化提供了一种全新的方法,可用来生产拥有复杂形状的真实部件,可应用于承重领域,迄今没有钛合金应用于这一领域。此外,我们通过3D打印加上简单的热处理即做到了这一点,这也意味着,与其他拥有类似强度的材料相比,最新技术的工艺成本大大降低。”
在物理冶金领域,这项研究成果有望根本性地颠覆加固和位错工程原理的基本观念。
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