新SLM3D打印技术可以生产强韧的不锈钢部件:Bet体育在线

石材雕刻机 | 2021-01-22

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在材料研发中,强度和延性可以看作是绳子的两端。随着一个特征水平的上升,其他特征的质量也不会上升。因此,挑战这种平衡符合冶金学,试图生产出坚固易操作的金属成为专家们的研究重点。伯明翰大学最近的一项研究发现,3D打印机可以在流行的钢合金中灌输超级机械性能。

围绕选择性激光熔化(SLM),研究人员与斯德哥尔摩大学和中国浙江大学联合开发了一种新的金属3D打印机技术,解决了添加剂生产中强度-延展性的瓶颈,兼具高强度和延展性。该工艺可用于生产航空航天和汽车工业中的重型零件。在刘雷峰博士等人的研究中,用电子显微镜系统地分析了熔融态和液态3D打印机不锈钢中的分子。

金属逐层沉积所需的缓慢加热速率(1000-10000000/s)意味着固体3D打印机钢的晶体结构是点状的,“错位的”,而不是均匀分布的,就像常规处理时一样。超快速加热过程形成了所谓的非平衡态-固态,在合金中分子分布不均匀。这种技术加热速度慢,除了添加剂生产,金属生产工艺无法超越,使金属处于不平衡状态。这可以产生微结构,例如亚微米尺寸的晶格网络,其可以产生理想的机械性能,例如强度和延展性。

示意图说明了点状“错位”合金原子的分子结构。本研究的发现是晶格分子在整个凝聚过程中保持一种预先存在的网络结构,这种网络结构在调节材料的尖锐性方面起作用。

这种位错网络意味着简单金属形状的工程师必须具有更大的柔性,而这些金属形状不一定是刚性或脆性的。通过调整这种结构,冶金学家可以有效地“编程”钢分子来生产高强度和不可延伸的产品,这些产品仅限于低价值和高性能的应用。

在单独的工作中,这种3D打印机钢用于各种行业,包括汽车和航空航天。它的几何灵活性意味着工程师可以将其添加到高性能共形加热隧道中,就像上面的火箭发动机图片一样。

刘博士,一个新的合金设计工具,是伯明翰AMCASH高级材料密切关系和模拟中心的研究员。刘博士在一份关于这项研究的声明中解释说:“金属3D打印机也有助于转向低机械性能的领域,如航空和汽车结构部件。

”赵玉龙博士和吴京博士都是该大学冶金与材料学院的成员,他们负责管理电子显微镜内部微纳材料测试系统的创建,以便研究人员在机械测试过程中需要分析3D打印机的金属样本的性能。据报道,该测试系统可以帮助研究人员了解这些物理机制,并确认打印机金属的有效微观结构特征。:Bet体育。

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