Nová zliatina titánu je najpevnejšia zo všetkých 3D tlačených kovov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 20. 9. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z Monashskej univerzity vyvinuli novú titánovú zliatinu na 3D tlač s jedinečnou mikroštruktúrou, vďaka ktorej je mimoriadne pevná. Nielenže je pevnejšia ako väčšina ostatných foriem titánu, ale má aj najvyšší pomer pevnosti k hmotnosti spomedzi všetkých kovov, ktoré boli kedy vyrobené 3D tlačou.
Titánové zliatiny sú už v priemysle cenené vďaka svojej pevnosti a relatívne nízkej hmotnosti, vďaka čomu sú ideálne pre lietadlá a iné vozidlá. Vždy je však čo zlepšovať a nová zliatina sa môže pochváliť nielen vyššou pevnosťou, ale keďže je vytlačená 3D tlačou, je oveľa jednoduchšie ju vyrobiť do akéhokoľvek tvaru.
Tím začal s bežnou technikou 3D tlače, pri ktorej sa lôžko práškového kovu roztaví laserom, čím sa vrstva po vrstve spojí do pevnej hmoty. V tomto prípade je týmto práškovým kovom bežne používaná zliatina beta-titánu. Potom sa materiál podrobí tepelnému spracovaniu pri teplotách od 480 do 520 stupňov Celzia, čím sa vytvorí mikroštruktúra, ktorá zliatine dodáva neuveriteľnú pevnosť.
Proces spracovania spôsobuje, že častice titánu sa zrážajú v nanozrnkách, ktoré sa spájajú do štruktúr „nanodvojičiek“, z ktorých každá má spoločnú stranu. Tím tvrdí, že ide o prvú zliatinu titánu, ktorá vykazuje tento druh štruktúry a vďaka ktorej je oveľa pevnejšia ako zvyčajne.
Pri testoch tím preukázal, že nová titánová zliatina má pevnosť v predĺžení aj v ťahu (v rozťahovaní a pružnosti) viac ako 1 600 MPa. Pre porovnanie, väčšina komerčných titánových zliatin dosahuje maximálnu hodnotu okolo 1 000 MPa. Podľa tímu je to zároveň najvyššia špecifická pevnosť akejkoľvek inej kovovej zliatiny vytlačenej 3D tlačou.
„Naše zistenia ponúkajú úplne nový prístup k zrážkovému spevňovaniu komerčných zliatin, ktorý možno využiť na výrobu skutočných komponentov s komplexným tvarom pre nosné aplikácie,“ uviedol profesor Aijun Huang, vedúci výskumník štúdie. „Táto aplikácia doteraz chýbala pre všetky titánové zliatiny. 3D tlač plus jednoduché tepelné spracovanie tiež znamená, že náklady na proces sú výrazne nižšie v porovnaní s inými materiálmi s podobnou pevnosťou“.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Materials.