Новый титановый сплав, созданный с помощью технологии 3D -печати

Международная исследовательская группа, в том числе члены Университета RMIT в Австралии и Университета Сиднея, объединила методы легирования и 3D -печати для создания нового типа титанового сплава. Этот сплав демонстрирует силу под растягивающим стрессом, не становясь хрупким. Этот прорыв, опубликованный в последнем выпуске «Nature», дает надежду на разработку нового класса более устойчивых высокопроизводительных титановых сплавов для применения в аэрокосмической, биомедицинской, химической технике, космической и энергетической технологиях.

Новый титановый сплав состоит из смеси двух типов кристаллов титана, известных как α-фаза и β-фаза, каждый из которых соответствует специфическому атомному расположению. Кислород и железо являются двумя наиболее мощными стабилизаторами и усилителями для α-титановой фазы и фазы β-титана, соответственно. Эти элементы обильны и недороги.

Тем не менее, исследователи определили две проблемы, которые препятствуют разработке жестких сплавов α-β титановых железных сплавов посредством традиционных процессов производства:

1. Кислород может сделать титановый хрупкий.
2. Добавление железа может привести к тяжелым металлургическим дефектам, образуя большие куски β-титана.

Команда использовала лазерное осаждение энергии, чтобы напечатать свой сплав из металлического порошка, техники 3D-печати, подходящей для создания больших сложных деталей. Интегрируя концепции дизайна сплава с дизайном процесса 3D -печати, они определили серию сплавов, которые являются сильными, пластичными и простыми в печати.

Критическим фактором, способствующим этому успеху, является уникальное распределение атомов кислорода и железа внутри и между фазами α-титана и β-титана. Исследователи разработали наноразмерный градиент кислорода в рамках α-титановой фазы, имея высокоокреновый сегмент для прочности и сегмент с низким содержанием кислорода для пластичности. Это контролировало локальные атомные связи и уменьшило потенциал для хрупкости.

Команда отметила, что производительность этих новых сплавов сопоставима с коммерческими сплавами.

Профессор Саймон Рингер, заместитель вице-канцлера Университета Сиднея, заявил, что это исследование представляет новую систему сплавов титановых сплавов с широкими и регулируемыми механическими свойствами, высокой производительности, значительным потенциалом сокращения выбросов и предоставляет информацию для разработки аналогичных системных материалов.

Исследователи подчеркнули, что их дизайн включает в себя принципы циркулярной экономики, создавая потенциал для использования промышленных отходов и материалов с низким содержанием для производства новых титановых сплавов.

Кроме того, охлаждение кислорода является важной металлургической проблемой не только для титана, но и для других важных металлов, таких как цирконий, ниобий, молибден и их сплавы. Это новое исследование может предложить шаблон для облегчения этих проблем с кислородным охлаждением посредством 3D -печати и конструкции микроструктуры.

Yesino предоставляет титановый бар, титановый лист, титановый проволока, титановую пластину, титановую ковкость, титановую трубу и другой титановый продукт.