Fatig refere a fenomèn nan materyèl piti piti deteryore ak evantyèlman frakti anba chaj siklik. Pou estrikti ki enpòtan anpil pou sekirite lavi, tankou lam motè avyon ak angrenaj aterisaj, pèfòmans fatig se yon kritè konsepsyon prensipal. Porositë mikwoskopik inevitab nan pati ki enprime 3D-, tankou ti boul lè nan glas, ka vin pwen inisyasyon krak anba estrès siklik, ki mennen nan echèk eleman twò bonè. Précédemment, enjenyè yo te konn itilize cho izostatik peze (HIP) pou elimine porositë sa yo. Sepandan, metòd sa a se yon nepe de bò-: pandan y ap geri porositë yo, li tou grajye inik, mikwostrikti amann ki te kreye pa enprime 3D, anile avantaj potansyèl li yo. Li se yon ka klasik nan "voye ti bebe a soti ak dlo benyen an."
Èske li posib pou elimine porositë pandan w ap konsève mikrostruktur ekselan nan enprime 3D? Ekip rechèch la te dekouvri nati "asynchrone" transfòmasyon faz ak kwasans grenn nan alyaj Titàn enprime 3D-, epi baze sou sa a, devlope yon inovatè "pwosesis fabrikasyon aditif san defo." Nwayo a nan teknoloji sa a manti nan jisteman kontwole sik la tèmik nan post-pwosesis la: anvan grenn yo gen tan pou yo grandi, transfòmasyon nan faz rapidman fini ak materyèl la refwadi, kidonk "bloke nan" amann, inifòm mikwostrikti ki te fòme pa enprime 3D.
Rezilta yo se grizant: alyaj Titàn "enprime san defo" trete ak teknoloji NAMP konplètman elimine espas vid danjere ki pa fusion nan estrikti li yo, pandan y ap parfe prezève grenn orijinal la ak estrikti lamellar.
Pèfòmans pik: Fatig lavi depase tout alyaj Titàn li te ye. Menm plis enpresyonan yo se rezilta tès pwopriyete mekanik yo. Alyaj Titàn "San defo" sa a reyalize yon limit fatig apeprè 978 MPa, yon amelyorasyon 106% sou eta enprime orijinal la. Pi miyò, figi sa a pa sèlman depase tout alyaj 3D-enprime Titàn li te ye, men tou, siyifikativman depase alyaj Titàn ki te pwodwi atravè pwosesis tradisyonèl forge, rive nan pi gwo pèfòmans fatig pou materyèl menm jan an. Lè chèchè yo te konpare fòs espesifik fatig (rapò a nan fòs fatig ak dansite, enpòtan pou endistri ayewospasyal la) ak divès kalite materyèl jeni, yo te jwenn ke alyaj Titàn enprime san defo sa a te okipe kwen an tèt dwat nan tablo a, depase tout asye, alyaj aliminyòm, alyaj mayezyòm, segondè -tanperati alyaj, e menm potansyèl alyaj segondè, e menm gwo potansyèl alyaj yo. Teknoloji enprime 3D nan fabrikasyon eleman ki reziste fatig-.
Poukisa mikwostrikti 3D-enprime, san vid, yo solid konsa?
Rechèch montre ke inik ultra-estrikti lamelar nan enprime 3D efektivman siprime konsantrasyon lokalize nan domaj fatig. Nan alyaj tradisyonèl Titàn, fant fatig souvan kòmanse nan grenn koryas oswa rejyon faz mou, pandan y ap estrikti a amann nan enprime 3D inifòm dispèse estrès, fè inisyasyon krak ak pwopagasyon difisil.
Pespektiv nan lavni: Reyabilitasyon Enpresyon 3D ak louvri nouvo direksyon. Rechèch sa a konplètman ranvèse konpreyansyon nou sou pèfòmans fatig materyèl 3D-enprime. Li demontre avèk elokans ke mikwostrikti enprime 3D-la li menm se pa yon feblès, men se pito yon fondasyon ki gen anpil valè pou reyalize rezistans fatig siperyè. Vrè boutèy la se nan domaj yo prezante pa pwosesis enprime a. Travay sa a lonje dwèt sou yon chemen optimize doub pou devlopman teknoloji enprime 3D: sou yon bò, kontinye optimize pwosesis enprime a pou diminye vid; an lòt men an, aktivman devlope nouvo teknoloji pòs{10}}pwosesis pou kontwole tiseman mikrostrikti a. Sa ki pi enpòtan, konsèp sa a nan "enpresyon san defo" gen potansyèl pou yo pwolonje nan lòt sistèm materyèl metalik, ki mennen teknoloji enprime 3D nan mond lan vas nan gwo -manifakti eleman estriktirèl pèfòmans.
Enfòmasyon sou papye:
Tit: Gwo rezistans fatig nan yon alyaj Titàn atravè enprime 3D tou pre -anile-
Jounal: Lanati, 2024-02-28
Site atik sa a
Qu, Z., Zhang, Z., Liu, R. et al. Gwo rezistans fatig nan yon alyaj Titàn atravè enprime 3D tou pre -anile-. Nature 626, 999–1004 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07048-1