文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
长三角G60激光联盟导读
据悉 ， 8月3日 ， 美国麻省大学陈文教授与佐治亚理工学院朱廷教授团队合作在Nature发表成果 ， 使用L-PBF打印了AICoCrFeNi2.1的双相纳米层状高熵合金(HEAs) ， 其表现出约1.3GPa的高屈服强度和约14%的大均匀伸长率 ， 这超过了其他先进的金属3D打印材料 。
增材制造为工程应用逐层生产网状部件 。 通过激光粉末床熔融(L-PBF)进行金属合金的增材制造涉及大的温度梯度和快速冷却 ， 这使得微观结构在纳米尺度上重新细化以实现高强度 。 然而 ， 通过激光增材制造生产的高强度纳米结构合金通常延展性有限 。 在这里 ， 我们使用L-PBF打印AlCoCrFeNi2.1的双相纳米片层高熵合金(HEAs) ， 该合金表现出约1.3千兆帕斯卡的高屈服强度和约14%的大均匀伸长率的组合 ， 超过了其他最先进的增材制造的金属合金 。 高屈服强度源于由交替的面心立方和体心立方纳米片晶组成的双相结构的强化效应；体心立方纳米片层比面心立方纳米片层显示出更高的强度和更高的硬化速率 。 大的拉伸延展性归因于印刷的分级微结构的高加工硬化能力 ， 所述分级微结构为嵌入微米级共晶团的双相纳米片晶的形式 ， 其具有几乎随机的取向以促进各向同性的机械性能 。 对增材制造的高熵合金的变形行为的机械见解对于开发具有优异机械性能的分级、双相和多相、纳米结构合金具有广泛的意义 。
增材制造通常在金属材料中产生具有高度不均匀晶粒几何形状、亚晶位错结构和化学偏析的微结构 ， 包括钢、钴基或镍基超级合金、铝合金、钛合金和高熵合金(HEAs) 。 共晶高熵合金代表了一类有前途的多主元素合金(也称为成分复杂的合金)可以形成双相片层群落的分级微结构 ， 从而为实现优异的机械性能提供了巨大的潜力 。 然而 ， 通过传统的凝固途径 ， 薄片的厚度通常在微米或亚微米的范围内 ， 这限制了这些薄片可达到的强度 。 相比之下 ， 纳米层状和纳米层状金属表现出高强度 ， 但是以低延展性为代价的 。 这些材料是通过薄膜沉积或剧烈塑性变形制备的 ， 这通常导致具有强塑性各向异性的高度织构化的纳米结构 ， 从而限制了它们的实际应用 。 在这里 ， 我们利用激光粉末床熔融(L-PBF)的极端印刷条件和高熵合金的有利组成效应来生产一种独特类型的远离平衡的微结构 ， 其形式为嵌入AlCoCrFeNi2.1EHEA中的双相纳米片层 ， 如图1 。 这种增材制造的EHEA展示了强度和延展性的优异组合以及近乎各向同性的机械性能 。
因为激光加工本身的参数空间很大 ， 因而实现对AM材料中凝固微观结构和缺陷的合理控制是具有挑战性的 。 使用归一化等效能量密度法 ， 我们确定了一个有效的L-PBF处理窗口来打印完全致密的AlCoCrFeNi2.1EHEA样品 ， 见补充部分1 。 通过调整激光功率和扫描速度 ， 我们能够将薄层厚度减少到几十纳米 ， 如代表性样品A和B所示 。 尽管它们的微观结构相似 ， 我们还是着重于用更精细的纳米片层来表征样品A ， 并使用样品B来证明纳米片层结构和相关性质的可调性 。 此外 ， 我们打印了各种具有代表性的工程组件 ， 包括一个散热风扇、一个八边形桁架微点阵和一个齿轮 ， 如图1a ， 这些组件展示了这种共晶高熵合金对于各种复杂几何形状的出色可打印性 。
推荐阅读
- 问天实验舱在轨满月，航天员的任务清单有哪些？
- 为什么地球上的动物不能长久停留？
- 世界最重的鸟巢？高1米直径4米，重量高达4吨，外表酷似坟墓
- 电子衍射MicroED解析MOFs、COFs材料的晶体结构
- 基于遗传算法的超透镜设计产生侧瓣抑制大聚焦深度光片的实验演示
- 蜜蜂并不是唯一的植物授粉者
- 飞秒激光仿生制造实现气泡操纵
- 蛇没手没脚，是怎么挖洞冬眠的？冬眠的蛇会被老鼠吃掉？
- 1小时就能消灭6万只蜜蜂，却被蜜蜂用物理学反制，它有多惨？