Исследователи напечатали на 3D-принтере сверхпрочный деформируемый алюминиевый сплав
18.06.2024Высокопрочные алюминиевые сплавы склонны к горячему растрескиванию во время аддитивного производства, что ограничивает их применение. Исследователи в США изучают возможность использования селективной лазерной плавки (SLM) для производства сверхпрочного деформируемого алюминиевого сплава, упрочненного наноразмерными интерметаллидами. Сплав, состоящий из Al92Ti2Fe2Co2Ni2, демонстрирует значительные улучшения механических свойств.
Изображения, полученные сканирующей электронной микроскопией обратного рассеяния (СЭМ), показывают обзорную микроструктуру сплава Al92Ti2Fe2Co2Ni2, напечатанного с помощью лазера мощностью 300 Вт. (Изображение предоставлено: Шан и др.)
Микроструктурный анализ показывает, что сплав состоит из колоний наноразмерных интерметаллических пластинок, образующих розетки. Эти розетки, толщина которых различается в разных областях ванны расплава, способствуют высокой прочности сплава, превышающей 700 МПа. Мелкие розетки вблизи границ ванны расплава, состоящие преимущественно из Al3Ti и Al9(Fe,Co,Ni)2, имеют решающее значение для улучшения механических свойств.
Кольцевая сканирующая просвечивающая электронная микроскопия в темном поле под большим углом (HAADF-STEM) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS) показывают, что мелкие розетки имеют ядро Al3Ti с чередующимися слоями Al3Ti и Al9( Fe,Co,Ni)2. Крупные розетки в центре ванны расплава содержат более толстые интерметаллидные слои и ячеистые выделения, обогащенные Al9(Fe,Co,Ni)2.
.
Атомно-зондовая томография (APT) анализ показывает, что переходные металлы (TM) хорошо распределены внутри матрицы, причем концентрации превышают их равновесную растворимость в твердом веществе из-за быстрого затвердевания. Такое микроструктурное расположение приводит к значительному обратному напряжению, способствующему высокой прочности и деформируемости сплава.
Подводя итог, введение наноразмерных интерметаллидов в алюминиевые сплавы посредством SLM представляет собой многообещающий подход к созданию сверхпрочных и деформируемых материалов, подходящих для высокопроизводительных применений.
Вы можете прочитать полную исследовательскую работу под названием «Аддитивное производство сверхпрочного деформируемого алюминиевого сплава с наноразмерными интерметаллидами» по этой ссылке. </п>