「前沿技术」3D打印超细晶高强钛合金

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澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员以钛铜合金为原料，经激光金属沉积制备出超细晶高强钛合金。

3D打印钛合金过程中，快速冷却和温度梯度会导致晶粒沿沉积方向定向生长成柱状晶，影响力学性能。为解决该问题，研究人员向纯钛中分别加入质量分数分别为3.5%、6.5%和8.5%的铜，经激光金属沉积制备出一系列超细等轴晶钛合金（Ti-3.5Cu、Ti-6.5Cu和Ti-8.5Cu）。研究发现：铜的加入使传统钛合金中的β晶粒由柱状晶转化为等轴晶，并将β晶粒细化了2个数量级，其中Ti-8.5Cu合金中β晶粒的平均粒径为9.6μm。实验结果表明：随着铜含量的增加，抗拉强度和屈服强度提高，平均伸长率降低，Ti-8.5Cu合金的抗拉强度和屈服强度达1180±21MPa和1023±29MPa。

这项研究通过简单的元素掺杂有效改善了传统3D打印钛合金的力学性能，有望促进3D打印钛合金在航空航天、生物医学等领域的应用。

（蓝海星）