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科研前瞻 | 增材制造超细晶粒高强度钛铜合金

浏览次数:5102020/01/10  

近日,Nature上发表了名为“Additive manufacturing of ultrafine-grained high-strength titanium alloys”的成果文章,墨尔本理工大学Mark A. Easton教授和俄亥俄州立大学Hamish L. Fraser教授团队与英联邦科学和工业研究组织(CSIRO)、昆士兰大学和内华达大学合作,共同发表了钛铜合金的发展报告。这种钛铜合金具有较高的组织过冷能力,这是由于凝固过程中合金元素的分配所致,它可以克服激光中高热梯度的负面影响。无需任何特殊的工艺控制或其他处理,打印的钛铜合金试样具有完全等轴的细晶粒组织。与在类似加工条件下的常规合金相比,它们还显示出有出色的力学性能,如高屈服强度和均匀的伸长率,这归因于利用了高冷却速率和多次热循环而形成超细共析微结构。我们预计该方法将适用于其他形成共析金属的合金系统,并将在航空航天和生物医学行业中得到应用。

图1 Ti-6Al-4V和Ti-8.5Cu合金的3D打印.jpg

图1 Ti-6Al-4V和Ti-8.5Cu合金的3D打印


图2 Ti-8.5Cu合金的SEM表征.jpg


图2 Ti-8.5Cu合金的SEM表征

图3 3D打印的Ti-8.5Cu合金的TEM表征.jpg

图3 3D打印的Ti-8.5Cu合金的TEM表征


图4 3D打印后Ti-Cu合金的机械性能.jpg

图4 3D打印后Ti-Cu合金的机械性能



盘星产品与服务

盘星新金属研发中心能够提供上述材料设计、熔炼、成型、制粉、打印、测试的全流程服务。公司主要研发各类合金粉末,目前已完成生产线、中试线、材料实验室、打印实验室、测试中心建设。

1.熔炼成型

电弧熔炼、成型炉A:

高真空电弧熔炼、成型,可快速实现少量合金定制,适用于合金材料快速验证。拥有多种成型方式,可用于少量材料开发和测试,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量 ≤500g/工位(密度 7.0 折算)。

电弧熔炼、成型炉B

高真空电弧熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量≤4000g/工位(密度7.0折算)。

感应熔炼、成型炉

高真空感应熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,成型尺寸多样。质量≤5000g/工位(密度按照7.0折算)。

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2.粉末定制

多功能中试真空气雾化制粉设备

多功能中试真空气雾化制粉设备(VIGA)是我公司基于研发工艺和对外加工服务的需求,快速响应多种合金的熔炼制粉特点,定制的集成3种功能制粉的专用气雾化制粉设备。设备定位于小批量,或者少许试样粉末的需求,而特定设计制造的。

3.增材验证

材料验证-GE Concept Laser M2 UP1



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4.测试服务

场发射扫描电镜

ZEISS

SIGMA 300

金相显微镜

Leica

DM2700M

激光粒度仪

Malvern

3000

等离子体光谱仪

Thermo

iCAP 7200

同步热分析仪

PerkinElmer STA8000


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