Kad tu domātitāns, jūs varētu domāt par tā plašo pielietojumu kosmosa un medicīnisko implantu jomā — galu galā šim metālam ir ārkārtīgi augsta izturības -pret-svara attiecība, lieliska izturība pret koroziju un bioloģiska savietojamība, padarot to par īstu metālu pasaules-visu-tirdzniecību. Tomēr ilgu laiku titāns ir saskāries ar "laimīgu problēmu": tīra titāna absolūtā izturība ir pārāk zema, lai atbilstu augstām-izturības prasībām; lai gan sakausējums ar tādiem elementiem kā Al un V uzlabo tā izturību, tas arī pasliktina tā izturību pret koroziju un bioloģisko savietojamību, kā arī rada problēmas leģējošo elementu otrreizējā pārstrādē un iespējamo resursu izsīkšanu.
Nesen žurnālā *Materials Research Letters* publicētais pētījums ir piedāvājis jaunu cerību atrisināt šo problēmu. Pētnieku komanda no Dānijas Tehniskās universitātes un Sudžou laboratorijas veiksmīgi izgatavoja "sviestmaizēm līdzīgu" neviendabīgu slāņainu tīra titāna plāksni, izmantojot novatorisku lāzera pulvera slāņa saplūšanas (LPBF) piedevu ražošanas tehnoloģiju un tradicionālās ražošanas kombināciju. Šī titāna plāksne ne tikai sasniedza tecēšanas robežu 439 MPa un stiepes izturību 596 MPa, bet arī tai bija ārkārtīgi augsts vienmērīgs pagarinājums 27%, laužot tradicionālo izpratni, ka titāna materiāliem nevar vienlaikus būt gan augsta izturība, gan elastība.
Galvenās inovācijas: kā tiek panākta "sviestmaižu" struktūra, izmantojot LPBF tehnoloģiju? Lai saprastu šīs titāna plāksnes veiktspējas sasniegumus, vispirms ir jāsaprot tās "īpašā struktūra". Pētnieku grupa pieņēma kombinētu pieeju "tradicionālais substrāts + aditīvi ražots slānis", un konkrētie soļi ir "precīzas inženierijas" apliecinājums:
1. Izejvielu "rūpīga atlase": Substrāts: tika izvēlēta tradicionāli ražota Gr2 tīra titāna plāksne, kuras biezums ir 2 mm un iekšējā struktūra no vienādiem graudiem ar vidējo diametru 22,4 μm – šī struktūra nodrošina substrātam labu elastību, bet zemu izturību. Drukas pulveris: arī Gr2 tīrs titāna pulveris, kura daļiņu izmērs ir no 5 līdz 40 μm un vidējais daļiņu izmērs ir 25,8 μm, sagatavots ar gāzes izsmidzināšanu, lai nodrošinātu pulvera viendabīgumu un plūstamību.
2. Pētnieku grupa, izmantojot LPBF (lāzera pulvera slāņa saplūšanu) "slāņa-ar-slāņa sakraušanas metodi", tieši neizdrukāja visu titāna plāksni. Tā vietā viņi izmantoja tradicionālo substrātu kā "starpslāni", drukājot 25 titāna materiāla slāņus katrā pamatnes pusē, izmantojot LPBF tehnoloģiju (katrs slānis ir 40 μm biezs, ar kopējo drukāto biezumu aptuveni 1 mm). Drukāšanas procesa laikā lāzera jauda tika iestatīta uz 280 W, skenēšanas ātrums — 1200 mm/s, un tika īpaši izmantots “pakāpju šaha laukums”, kurā skenēšanas virziens tika pagriezts par 67 grādi katram slānim-precīza šo parametru kontrole ielika pamatu turpmākajai gradienta mikrostruktūrai. Iegūtā titāna plāksne atgādina "metāla sviestmaizi": mīksts tradicionāls titāna substrāts vidū, ar cietiem, ar piedevām izgatavotiem slāņiem abās pusēs un bez acīmredzamām spraugām starp substrātu un apdrukātajiem slāņiem,{13}}jo pirmā slāņa drukāšanas laikā ar tradicionālo lāzera kārtu izkausē substrāta virsmu, izvairoties no vājā saskarnes slāņa. materiāliem. Veiktspējas brīnums: "mikroskopiskais kods" aiz 27% vienmērīgā pagarinājuma. Kāpēc šī "sviestmaižu" struktūra var ļaut titāna plāksnei iegūt gan augstu izturību, gan augstu elastību? Atbilde slēpjas tās mikrostruktūrā un deformācijas mehānismā.
Nobeigumā jāsaka, ka no dilemmas “stiprums un lokanība ir viens otru izslēdzoši” līdz izrāvienam, kas sasniedz 27% vienmērīgu pagarinājumu + 596 MPa stiepes izturību, šis pētījums, izmantojot ģeniālo “sviestmaižu” struktūras dizainu un LPBF tehnoloģijas precizitāti, ir pavēris jaunu logu titāna materiālu izstrādei. Iespējams, ka tuvākajā nākotnē mēs redzēsim, ka šis jaunais "mīkstais un cietais" titāna materiāls tiks izmantots augstākās-iekārtās.
Baoji Reliab Metal Materials Co.,Ltd
Mobilais: 0086 13092900605
1. pārdošanas nodaļa: WhatsApp +8613092900605 (Gerijs)
2. pārdošanas nodaļa: +8613092913521(Sofijas kundze)
Adrese: No.35 Baoti Rd, Weibin District, Baoji, Ķīna
