3D-Alloy Titanium bercetak Mempunyai Kekuatan Tegangan 1,726 MPa Dan Boleh Diregangkan Secara Seragam Dengan 7.5% - Berita

Panjangnya 60-milimeteraloi titaniumspesimen ujian tegangan-bukan ditempa, tetapi laser-dicetak lapisan demi lapisan. Keputusan ujian menunjukkan kekuatan hasil 1,501 MPa, kekuatan tegangan 1,726 MPa, dan pemanjangan seragam 7.5%. Sebaliknya, Ti-6Al-4V-a aloi titanium yang biasa digunakan dalam aplikasi aeroangkasa dan dicetak menggunakan proses yang sama hanya mencapai kira-kira 60 peratus daripada kekuatan tegangan ini. Penemuan ini diterbitkan dalam *Bahan Alam Semulajadi* oleh pasukan yang diketuai oleh Jian Lu di City University of Hong Kong.

Nanologam sangat kuat, tetapi ia tidak boleh dijadikan komponen besar. Terdapat prinsip-yang mantap dalam sains bahan: semakin halus saiz butiran, semakin keras logamnya. Walau bagaimanapun, struktur nano sebelum ini hanya boleh dihasilkan melalui proses seperti salutan atau ubah bentuk yang teruk, mengakibatkan filem nipis atau sampel kecil-tidak cukup kuat untuk menyokong bahagian pesawat. 3Pencetakan D secara semula jadi melibatkan penyejukan pantas: kolam leburan menyejuk pada kadar 100,000 hingga 10 juta darjah Celsius sesaat, menjadikannya "blok pembekuan" logam yang ideal menjadi "furnace" yang ideal. Masalahnya ialah terdapat berpuluh-puluh ribu kemungkinan gabungan nisbah elemen dan parameter laser-mengujinya satu demi satu akan mengambil masa yang lama.

Lebih-lebih lagi, kromium memberikan sedikit dilema: walaupun ia boleh menstabilkan fasa suhu tinggi-titanium dan berfungsi sebagai agen pengukuh yang sedia ada, ia cenderung untuk mengasingkan dan menggumpal dalam proses tuangan tradisional, jadi tiada siapa yang pernah menguasai sepenuhnya penggunaannya dalam titanium. 3D pencetakan yang berkesan mengatasi proses tuangan hurrot yang berkesan ini.

Pendekatan pasukan terdiri daripada dua langkah. Mula-mula, mereka menggunakan katil serbuk laser untuk menghasilkan spesimen ujian kecil dengan 118 kombinasi nisbah Ti-Al-Cr, tahap kuasa dan kelajuan pengimbasan yang berbeza. Ini kemudiannya tertakluk kepada ujian tegangan piawai untuk menyusun set data yang bersih. Seterusnya, mereka melatih model XGBoost pada set data ini: ralat ramalan untuk kekuatan adalah kurang daripada 50 megapascal dan kebanyakan nilai ramalan jatuh dalam ±5% daripada nilai yang diukur. Model itu kemudiannya diarahkan untuk meletakkan kedudukan 5% teratas daripada 38,052 kombinasi maya, dan hanya subset kecil ini telah disahkan-iaitu cara rumusan optimum, Ti-7.5Al-3.3Cr, dikenal pasti. Model ini juga mengenal pasti faktor penyumbang utama dengan mudah: kandungan kromium adalah pembolehubah dengan kesan terbesar terhadap kekuatan.

Struktur mikro yang dicetak menyerupai satu set anak patung matryoshka: 99.1% daripada aloi adalah martensit, dengan lamellae kira-kira 75 nanometer tebal; di dalam lamela ini terdapat "jalur nano bertindan" dengan ketebalan kurang daripada 10 nanometer-hablur membentuk struktur seperti mille-feuille-, dengan tiga corak susunan (AB, BC dan CA) berselang seli pada tempoh antara lapisan kira-kira 6 nanometer. Struktur mille-feuille ini ialah "tandatangan" penyejukan pantas.
Pasukan itu memanaskan semula aloi kepada 1,000 darjah dan membandingkan kaedah penyejukan yang berbeza: penyejukan relau, penyejukan udara, dan pelindapkejutan air semuanya gagal memulihkan struktur asal. Hanya kaedah pencetakan-dengan kadar penyejukan melebihi 100,000 darjah sesaat-boleh membekukan struktur berlapis dalam bentuk asalnya. Semasa ubah bentuk, kehelan-kecacatan linear pada logam yang bertanggungjawab untuk gelinciran-dipotong menjadi segmen kurang daripada 10 nanometer panjang apabila ia menemui jalur nano, menjadikannya hampir mustahil untuk mereka bergerak ke hadapan. Simulasi dinamik molekul menangkap butiran: untuk menyeberangi antara muka susun, terkehel mesti terlebih dahulu berpecah kepada dua bahagian, satu proses yang memerlukan tenaga tambahan. Akibatnya, bahan itu keras dan berkeupayaan pengerasan yang berterusan: kadar pengerasan kerja puncak-mencapai 6.5 gigapascal dan ia kekal tidak putus dan tanpa berleher walaupun diregangkan hingga 7.5% ketegangan.

Lebih mulur? Meningkatkan kandungan kromium daripada 3.3 kepada 5 meningkatkan pemanjangan kepada 12.4% dan kekuatan kepada 1,555 MPa; meningkatkannya kepada 7.5 menghasilkan pemanjangan sebanyak 15.9% dan kekuatan 1,449 MPa-kekuatan boleh laras-perdagangan kemuluran-. Ditukarkan kepada kekuatan khusus-380 MPa·cm³ setiap gram-ia mengatasi prestasi sebagai-keluli bercetak, aloi aluminium, aloi nikel dan aloi entropi tinggi.

Polished Titanium Alloy Small Block Gr2 Gr5 best 3D Print Titanium Alloy Small Block Gr2 Gr5 wholesale