IT之家 3 月 1 日消息，據(jù)中國科學(xué)院金屬研究所、央視新聞報(bào)道，中國科學(xué)院金屬研究所研究員張哲峰帶領(lǐng)的材料疲勞與斷裂團(tuán)隊(duì)，在前期疲勞損傷機(jī)制和疲勞預(yù)測(cè)理論的指導(dǎo)下，與輕質(zhì)高強(qiáng)材料研究部研究員楊銳團(tuán)隊(duì)合作，在 3D 打印鈦合金抗疲勞設(shè)計(jì)制備方面取得了突破性進(jìn)展，制備出具有優(yōu)異疲勞性能的 3D 打印鈦合金材料。該研究由中國科學(xué)院金屬研究所和美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校合作完成。

該研究首次明確提出，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（稱為 Net-AM 組織）應(yīng)具有天然優(yōu)異的疲勞性能。而打印過程中產(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 打印材料疲勞性能降低。

研究在 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大與相轉(zhuǎn)變過程表現(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)。科研人員發(fā)明了缺陷與組織分步調(diào)控的 NAMP 新工藝，制備出幾乎無氣孔的近 Net-AM Ti-6Al-4V 合金。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這種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，而且在目前已報(bào)道的材料疲勞數(shù)據(jù)中具有最高的比疲勞強(qiáng)度（疲勞強(qiáng)度除以密度），其拉-拉疲勞強(qiáng)度從原始態(tài)的 475 MPa 提升至 978 MPa。這一成果更新了科學(xué)家以往對(duì) 3D 打印材料“疲勞性能不高”的固有認(rèn)識(shí)，揭示了 3D 打印技術(shù)在抗疲勞制造方面的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)了 3D 打印材料作為結(jié)構(gòu)承力件在航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

相關(guān)研究成果于 2 月 29 日發(fā)表在《自然》上，IT之家附鏈接：High fatigue resistance in a titanium alloy via near void-free 3D printing

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