蒙納士大學(xué)的工程師們開發(fā)了一種新的可3D打印的鈦合金，其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)使其具有超強(qiáng)的強(qiáng)度。它不僅比大多數(shù)其他形式的鈦強(qiáng)，而且在任何3D打印的金屬中具有最高的比強(qiáng)度。

鈦合金由于其強(qiáng)度和相對較輕的重量，已經(jīng)在工業(yè)界受到重視，這使得它們非常適合用于飛機(jī)和其他車輛。但總是有改進(jìn)的余地，蒙納士大學(xué)研究人員新開發(fā)的合金不僅擁有更高的強(qiáng)度，而且由于它是3D打印的，所以更容易做成任何需要的形狀。

該團(tuán)隊(duì)從一種常見的3D打印技術(shù)開始，用激光熔化一床粉末狀金屬，將其逐層熔化成固體。在這種情況下，這種粉末狀金屬是常用的β鈦合金。接下來，該材料在480至520°C（896至968°F）的溫度下進(jìn)行熱處理，從而產(chǎn)生一種微觀結(jié)構(gòu)，使合金具有令人難以置信的強(qiáng)度。

處理過程使鈦的顆粒以納米晶粒的形式沉淀在一起，它們合并成“納米雙胞胎”結(jié)構(gòu)，每個(gè)都有一個(gè)共同的側(cè)面。研究小組說，這是第一種表現(xiàn)出這種結(jié)構(gòu)的鈦合金，它使它比通常的鈦合金要強(qiáng)得多。

在測試中，該團(tuán)隊(duì)證明了新的鈦合金具有超過1600 MPa的伸長率和抗拉強(qiáng)度。作為參考，大多數(shù)商業(yè)鈦合金的最高強(qiáng)度在1000 MPa左右。該團(tuán)隊(duì)說，這也是任何其他3D打印金屬合金的最高特定強(qiáng)度。

該研究的首席研究員黃愛軍教授說：“我們的發(fā)現(xiàn)為商業(yè)合金的沉淀強(qiáng)化提供了一種全新的方法，可以用來生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的真實(shí)部件，用于承重應(yīng)用。到目前為止，這種應(yīng)用在任何鈦合金中都是不存在的。3D打印加上簡單的熱處理也意味著與其他具有類似強(qiáng)度的材料相比，工藝成本大大降低。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然材料》雜志上。

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