3D打印合金：为极端环境应用开辟新前景

来自 实验室仪器网

材料科学研究所 (KIMS) 的研究人员团队与庆尚国立大学和浦项科技大学 (POSTECH) 合作，开发出一种专为太空环境设计的高性能金属3D打印合金。新制造的合金在低至-196°C的低温下表现出卓越的机械性能，凸显了其在包括太空旅行在内的极端环境中使用的潜力。这项研究发表在《增材制造》杂志上。

通过添加少量碳增强了CoCrFeMnNi合金的低温性能。然后使用激光粉末床熔合 (LPBF) 和金属增材制造工艺（也称为金属3D打印）制备合金粉末。

该方法通过将纳米碳化物分散在纳米级细胞结构的边缘来提高合金的强度，从而最大限度地发挥碳添加的影响。这种方法使该团队能够在低温条件下实现抗拉强度（抗应力）和延展性（变形而不断裂的能力）的结合，超过无碳合金140%以上。具体来说，该合金在77K时的伸长率是298K时的两倍。

此外，该方法还为增材制造中的合金设计提供了可能的指导方针，从而生产出具有出色承载能力的高性能产品，适用于低温应用。该技术通过增材制造微调微观结构的能力是另一个重要的区别因素。

该技术可以生产复杂的部件，例如用于收集能量的涡轮喷嘴和用于太空探索火箭的燃料喷射器，从而提高零件在极端环境下的使用寿命和性能。它还克服了现有3D打印金属在低温下通常缺乏韧性的局限性。

这项研究为开发用于极端环境的新型合金带来了重大突破，提供了新的可能性。通过超越传统太空探索部件制造极限的3D打印技术，可以显著提高航天运载所用部件的性能。

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