Исследователи повышают пластичность и прочность сплавов

Недавнее исследование показало прогресс в 3D-печати высокоэнтропийных сплавов (HEA), объединяющих несколько металлов для создания материалов, подходящих для экстремальных условий. Традиционно аддитивное производство HEA сталкивалось с проблемами из-за плохой пластичности, что ограничивало их применение. Теперь исследователи преодолели эту проблему, применив лазерную АМ, которая значительно повышает пластичность и прочность этих сплавов.

Изображения двух кристаллических структур (справа), найденных в высокоэнтропийный сплав (слева), изготовленный методом аддитивного производства (Изображение предоставлено Массачусетским университетом в Амхерсте) <п>Новый метод, разработанный командой, включает в себя лазерное аддитивное производство для создания наноламелей нанометровой толщины в HEA. Эти наноламели состоят из чередующихся слоев гранецентрированной кубической (FCC) и объемноцентрированной кубической (BCC) кристаллических структур. Уникальная структура этих слоев способствует улучшению механических свойств материала. HEA, полученные этим методом, демонстрируют высокий предел текучести почти 1,3 гигапаскаля и удлинение около 14%, превосходя характеристики даже самых прочных титановых сплавов.

Чтобы понять эти улучшения, в исследовании использовались передовые методы, такие как электронная микроскопия, рассеяние нейтронов и рентгеновских лучей. Данные, полученные из Источника расщепительных нейтронов и Центра нанофазных материаловедческих исследований Министерства энергетики США, наряду с усовершенствованным источником фотонов в Аргоннской национальной лаборатории, сыграли решающую роль в анализе внутренней механики и микроструктуры этих сплавов.

Потенциальные области применения этих улучшенных HEA обширны, начиная от производственных секторов, где требуются материалы с высокой устойчивостью к разрушению, долговечностью и надежностью. Энергоэффективность лазерного процесса AM также повышает привлекательность этих новых HEA. Это исследование, финансируемое Национальным научным фондом, Массачусетским университетом в Амхерсте и программой лабораторных исследований и разработок Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, представляет собой значительный шаг в области материаловедения и аддитивного производства.

Вы можете прочитать полную исследовательскую работу под названием «Прочные, но пластичные наноламеллярные высокоэнтропийные сплавы, полученные методом аддитивного производства» в журнале Nature по этой ссылке. </п>