Сплав из 5 металлов, напечатанный на 3D-принтере, оказался сверхпрочным и пластичным

1 142

С новыми технологиями производства появляется возможность для совершенно новых металлических сплавов с огромным диапазоном возможных свойств. Группа исследователей разработала новый сплав для 3D-печати со специальной наноструктурой, которая делает его сверхпрочным и пластичным.

Наиболее распространенные сплавы, такие как нержавеющая сталь или бронза, изготавливаются из одного основного металла, смешанного с меньшим количеством других элементов.

Но новый класс материалов, известных как сплавы с высокой энтропией (HEA), включает в себя смешивание пяти различных элементов примерно в равных пропорциях.

Полученные сплавы обладают интересными и полезными свойствами, такими как высокое отношение прочности к весу и жесткость, которая повышается с температурой .

Новое исследование сосредоточено на HEA, содержащем алюминий, кобальт, хром, железо и никель в равных пропорциях.

С этой смесью экспериментировали уже несколько лет, но команда ученых сделала сплав, используя технику, которая еще не применялась к нему — лазерное сплавление в порошковом слое.

По сути, порошкообразные формы исходных металлов выкладываются на поверхность, а затем обрабатываются мощным лазером, который заставляет их быстро плавиться и снова затвердевать.

Этот метод, форма 3D-печати, придает конечному сплаву совсем другую микроструктуру, чем при других способах производства. Исследователи описывают его как сеть с чередующимися слоями различных кубических кристаллических структур.

Это дает сплаву HEA предел текучести около 1,3 гигапаскалей, что почти в три раза выше, чем при изготовлении с использованием традиционных методов литья. В то же время он также более пластичен, противостоя распространенному мнению.

«Атомная перегруппировка этой необычной микроструктуры приводит к сверхвысокой прочности, а также к повышенной пластичности, что необычно, потому что обычно прочные материалы имеют тенденцию быть хрупкими», — сказал Вэнь Чен, ведущий автор исследования.

«Для многих применений ключевым является сочетание прочности и пластичности. Наши результаты оригинальны и интересны как для материаловедения, так и для инженерии».

Такое специфическое сочетание прочности и пластичности может сделать этот сплав полезным для компонентов в аэрокосмической, энергетической, транспортной и других областях техники.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии