Forskere gennemgår fremskridt inden for 3D-print af højentropi-legeringer

Højentropi-legeringer (HEA) er på grænsen til metalmaterialesamfundet. De bruges som alternative materialer i produktionen af ​​højtemperatur-turbinevinger, højtemperaturforme og matricer, hårde belægninger på skærende værktøjer eller endda komponenter i 4. generations atomreaktorer.

Ved at screene korrekte kombinationer af HEA'ers bestanddele og regulere deres proportioner, HEA'er kan udvise bemærkelsesværdige mekaniske egenskaber ved høje temperaturer og udvise enestående styrke, duktilitet og brudsejhed ved kryogene temperaturer.

I mellemtiden udviklingen af ​​HEA'er til 3-D-print er også gået hurtigt, øger et stort potentiale for fremstilling af så geometrisk komplekse HEA-produkter med ønskværdige ydeevner.

Imidlertid, der mangler en omfattende forståelse af 3D-printning af HEA'er. For at løse dette problem, forskere fra Singapore University of Technology and Design (SUTD), Nanyang Teknologiske Universitet (NTU), Huazhong University of Science and Technology og Hunan University samarbejdede om at offentliggøre en grundig gennemgang af de seneste resultater med 3D-print af HEA'er (se billede). Undersøgelsen blev offentliggjort i Avancerede materialer .

Gennemgangspapiret inkluderer produktionsprocesserne for HEA-pulvere, 3-D printprocesser for HEA produkter, og mikrostrukturen, mekaniske egenskaber, funktionaliteter og potentielle anvendelser af de trykte produkter.

"3-D-print af HEA'er har været under eksplosiv vækst i den akademiske verden og vil få stor interesse fra industrien. I vores gennemgang, laserbaseret rettet energiaflejring, selektiv lasersmeltning og elektronstrålesmeltning er valideret for deres anvendelighed til at printe forskellige højkvalitets HEA-produkter. Det giver mulighed for en kombination af materialevalg, design- og fremstillingsfriheder for letvægts, tilpassede og ikke-monteringskrævede produkter, " forklarede hovedforfatter professor Chua Chee Kai fra SUTD.

"De ultrahurtige afkølingshastigheder af visse 3D-printteknikker forventes at forhindre dannelsen af ​​uønskede intermetalliske forbindelser i HEA-produkter, og derved forbedre deres mekaniske egenskaber. De forskellige afkølingshastigheder af disse trykprocesser ville inducere væsentlige variationer i både produkternes mikrostrukturer og makroskopiske ydeevne, " sagde førsteforfatter Dr. Han Changjun fra NTU.

"Vi mener, at dette papir tjener som en værdifuld omfattende gennemgang for at uddybe vores forståelse af 3-D-printning af HEA'er ved at fokusere på dets unikke fordele. Forhåbentlig, flere forskere ville blive opfordret til at udforske dette meget interessante felt, " tilføjede den tilsvarende forfatter lektor Zhou Kun fra NTU.