УЭСТ-ЛАФАЙЕТ, ИН — Инженеры Университета Пердью разработали высокопрочный алюминиевый сплав, который идеально подходит для аддитивного производства благодаря своей пластической деформируемости. Инновация имеет практическое применение в различных отраслях, включая аэрокосмическую и автомобильную промышленность.
пергола выдвижная купить
«Большинство коммерчески доступных высокопрочных алюминиевых сплавов не могут использоваться в аддитивном производстве», — утверждает Синхан Чжан, доктор философии, профессор матиаловедения в Университете Пердью. «Они очень восприимчивы к образованию горячих трещин, что создает дефекты, которые могут привести к ухудшению металлического сплава».
Традиционным методом смягчения образования горячих трещин во время аддитивного производства является введение частиц, которые укрепляют алюминиевые сплавы, препятствуя движению дислокаций.
«Но максимальная прочность, которую достигают эти сплавы, находится в диапазоне от 300 до 500 мегапаскалей, что намного ниже, чем прочность сталей, обычно от 600 до one thousand мегапаскалей», — говорит Чжан. «Был достигнут ограниченный успех в производстве высокопрочных алюминиевых сплавов, которые также демонстрируют большую пластическую деформируемость».
Чжан и его коллеги создали новые алюминиевые сплавы, используя несколько переходных металлов, включая кобальт, железо, никель и титан. Эти материалы традиционно избегали при производстве алюминиевых сплавов.
«Эти интерметаллиды имеют кристаллические структуры с низкой симметрией и, как известно, являются хрупкими при комнатной температуре», — объясняет Чжан. «Но наш метод формирует элементы переходных металлов в колонии наномасштабных интерметаллических пластин, которые объединяются в мелкие розетки. Наноламинированные розетки могут в значительной степени подавить хрупкую природу интерметаллидов.
«Наша работа показывает, что правильное внедрение гетерогенных микроструктур и наномасштабных интерметаллидов средней энтропии предлагает альтернативное решение для разработки сверхпрочных, деформируемых алюминиевых сплавов с помощью аддитивного производства», — говорит Чжан. «Эти сплавы превосходят традиционные, которые являются либо сверхпрочными, либо высокодеформируемыми, но не тем и другим одновременно.
«Гетерогенные микроструктуры содержат твердые наномасштабные интерметаллиды и крупнозернистую алюминиевую матрицу, которая вызывает значительное обратное напряжение, которое может улучшить способность металлических материалов к упрочнению», — отмечает Чжан. «Аддитивное производство с использованием лазера может обеспечить быстрое плавление и закалку и, таким образом, ввести наномасштабные интерметаллиды и их наноламинаты».