在增材制造的β型合金中编程晶体导向
Xuan Luo1,2,3, Tao Song1, Annett Gebert2
1National Engineering Research Center of Near-net-shape Forming for Metallic Materials, Guangdong Provincial Key Laboratory for Processing and Forming of Advanced Metallic Materials, South China University of Technology, Guangzhou, 510640, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|July 28, 2023
概括
研究人员开发了多轨道合定向固化 (MTCDS) 来控制3D晶体定向. 该技术为先进材料应用定制合金中的低弹性模量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 增材制造 (AM) 往往导致沿着构造方向的优选晶体学定向 (<001>或<110>).
- 在AM金属材料中控制任意3D方向的晶体导向是一个重大挑战.
- 生物医学β型Ti-Nb-Zr-Ta合金是有趣的,因为它们具有低弹性模量.
研究的目的:
- 在AM金属材料中建立一种编程<001>结晶学定向沿任意3D方向的技术.
- 研究该技术在生物医学β型Ti-Nb-Zr-Ta合金中的应用.
- 通过控制的晶体学定位来证明材料特性,特别是弹性模量,的定制性.
主要方法:
- 开发和应用多轨联接定向固化 (MTCDS).
- 使用激光粉床融合 (LPBF) 来处理Ti-Nb-Zr-Ta合金.
- 通过控制温度梯度,实现合的多轨道化池的定向固化.
主要成果:
- 成功编程了在Ti-Nb-Zr-Ta合金中随意的3D方向沿着<001>晶体定向.
- 证明β-Ti阶段的连续表轴生长,使准确的方向控制.
- 定制的相对较低的弹性模量值约为60±1.2GPa沿着所需的3D方向.
结论:
- MTCDS是一种有效的技术,用于在AM金属材料中编程特定的晶体学方向.
- 这种方法允许根据任意的3D方向量身定制材料特性,例如弹性模量.
- 该MTCDS技术具有将其推广到各种金属材料和需要定制性质的应用程序的潜力.
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