中新網(wǎng)北京2月29日電 (記者 孫自法)記者從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲悉，中國(guó)該所張哲峰團(tuán)隊(duì)近期成功研究制備出具有高抗疲勞性能的科研抗疲3D打印鈦合金材料。北京時(shí)間2月29日凌晨，團(tuán)隊(duì)鈦合bbln官網(wǎng)這項(xiàng)重要材料研究和應(yīng)用成果論文，成功以“近無(wú)微孔3D打印鈦合金高抗疲勞性能”為題在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上發(fā)表。研制

　　論文共同通訊作者張哲峰研究員介紹說(shuō)，具有金3D打印因其得天獨(dú)厚的勞性自由成形能力可極大滿足高端裝備和構(gòu)件對(duì)高集成性、多功能性、打印輕量化、中國(guó)一體化的科研抗疲需求，被認(rèn)為是團(tuán)隊(duì)鈦合bbln官網(wǎng)制造領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)，在航空航天等領(lǐng)域獲得極大關(guān)注和初步應(yīng)用。成功然而，研制與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，具有金3D打印的勞性材料在循環(huán)載荷下的疲勞性能普遍較差，嚴(yán)重制約了其作為結(jié)構(gòu)承力件的廣泛應(yīng)用。

　　研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，理想狀態(tài)下3D打印技術(shù)直接制備出的鈦合金組織本身應(yīng)具有天然的超高疲勞性能，而打印過(guò)程中產(chǎn)生的氣孔等缺陷掩蓋了其自身組織抗疲勞的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的3D打印材料疲勞性能大幅降低。不過(guò)，目前消除氣孔的工藝往往伴隨組織粗化，而細(xì)化組織的處理又會(huì)帶來(lái)氣孔復(fù)現(xiàn)，甚至引發(fā)晶界α相富集等新的不利因素，可謂進(jìn)退兩難。

　　在本次研究中，研究團(tuán)隊(duì)在鈦六鋁四釩(Ti-6Al-4V)合金中首次發(fā)現(xiàn)，高溫下3D打印態(tài)組織的晶界遷移及氣孔長(zhǎng)大與相轉(zhuǎn)變過(guò)程表現(xiàn)出異步的特性。這意味著，存在一個(gè)寶貴的熱處理工藝窗口，既可實(shí)現(xiàn)板條組織細(xì)化，又能有效抑制晶界α相富集及氣孔復(fù)現(xiàn)。

　　基于此，研究團(tuán)隊(duì)巧妙利用了該工藝窗口，發(fā)明了缺陷與組織分步調(diào)控的新工藝，最終制備出幾乎無(wú)氣孔的近鈦合金組織鈦六鋁四釩合金。其拉-拉疲勞強(qiáng)度從原始態(tài)的475兆帕提升至978兆帕，增幅高達(dá)106%。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這種近鈦合金組織鈦六鋁四釩合金不僅在所有鈦合金材料中具有最高的拉-拉疲勞強(qiáng)度，而且在目前已知的材料疲勞數(shù)據(jù)中，還具有最高的比疲勞強(qiáng)度(疲勞強(qiáng)度除以密度)。

　　張哲峰表示，這項(xiàng)研究成果更新了人們以往對(duì)3D打印材料疲勞性能不高的固有認(rèn)識(shí)，揭示出3D打印技術(shù)在抗疲勞制造方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并展現(xiàn)3D打印材料作為結(jié)構(gòu)承力件在航空航天等重要領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。(完)