在现场的纳米沉使3D打印可用的中合金具有卓越的冷机械性能
Tiwen Lu1, Xiyu Chen1, Binhan Sun2
1Key Laboratory of Pressure Systems and Safety, Ministry of Education, East China University of Science and Technology, Shanghai, China.
Nature communications
|December 12, 2025
概括
研究人员使用复合粉末原料开发了一种用于冷应用的新合金. 这种增材制造方法通过控制纳米粒子沉来提高低温的强度和可塑性.
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:
- 沉物增强金属材料的强度,但由于激光加工窗口狭窄,在增材制造 (AM) 中很难控制.
- 现有的方法在AM期间难以精确控制沉物特性,限制了合金性能,特别是在冷温度下.
研究的目的:
- 为了克服在AM期间控制沉物质特征的局限性,以增强冷性质.
- 使用独特的复合粉末原料设计,开发一种新的冷强度和柔性合金.
主要方法:
- 设计了一个以尺寸为依赖的复合粉末原料,其核心是CoCrNi中合金和TiC外纳米粒子.
- 在增材制造中利用激光处理来溶解复合物颗粒,并在循环再加热后诱导现场纳米沉.
- 在冷温度 (87 K) 下描述了所得到的微观结构和机械性能.
主要成果:
- 在第一个激光脉冲中实现了复合物颗粒的完全溶解和纳米尺寸TiC沉物的现场沉.
- 观察到的TiC沉与矩阵相一致,显著增加了约312MPa的抗拉强度.
- 由于受控的脱位积累和最小的应力异质性,在87K时表现出高强度柔性产品.
结论:
- 在现场使用激光诱导预组装纳米颗粒化的纳米沉策略,可以精确控制AM中的沉特性.
- 这种方法产生了卓越的冷机械性能,为增强其他AM合金系统提供了途径.
- 开发的合金在冷温度下表现出异常强度和可塑性,扩大了AM应用的范围.
