Dünyanın en sert titanyum alaşımı 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretildi

Bilim insanları, 3 boyutlu baskı teknolojisini titanyum alaşımlarına uygulayarak yeni sonuçlar elde etti, malzemenin dayanıklılığını iki katına çıkardı ve havacılıktaki uygulama potansiyelini genişletti.

Yeni titanyum alaşımı rekor düzeyde yorulma dayanımına sahip. Fotoğraf: iStock — Yeni titanyum alaşımı rekor düzeyde yorulma dayanımına sahip. Fotoğraf: *iStock*

Çin Bilimler Akademisi (CAS), 28 Şubat'ta Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada bu başarıyı ayrıntılarıyla anlattı. Araştırma, CAS Malzeme Araştırma Enstitüsü Shenyang Malzeme Bilimi Laboratuvarı'ndan bilim insanları Zhang Zhenjun ve Zhang Zhefeng ile Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den Robert Ritchie arasındaki iş birliğinin bir sonucuydu. Makaleye göre, araştırma fikri Çin'de doğdu ve malzeme örnekleri de orada üretildi. Ritchie, sürecin değerlendirilmesine katıldı.

3D baskı, üretimde devrim yaratmış olsa da, kullanımı yüksek yorulma direnci gerektiren parçaların imalatıyla sınırlıdır. Yorulma dayanımı veya yorulma direnci, bir makine parçasının dişli çukurlaşması ve yüzey çatlaması gibi yorulma hasarlarına karşı koyma kabiliyetidir.

Metal tozunu kısa sürede eritip karmaşık şekillere dönüştürmek için lazer kullanan metal 3B baskı, büyük ve karmaşık bileşenlerin hızlı bir şekilde üretilmesi için mükemmeldir. Ancak, baskı sırasında genellikle kullanılan güçlü lazer ışınlarının ürettiği yüksek ısı, parça içinde hava ceplerinin oluşmasına yol açarak alaşımın performansını etkileyebilir. Bu küçük delikler, erken çatlamalara ve malzemenin yorulma ömrünün kısalmasına neden olarak bir stres kaynağı haline gelebilir.

Ekip, bu sorunu çözmek için gözeneksiz bir titanyum alaşımı üretmeye karar verdi. Titanyum-alüminyum-vanadyum alaşımı olan Ti-6Al-4V kullanarak, bilinen tüm titanyum alaşımları arasında en yüksek yorulma dayanımına ulaşan bir işlem geliştirdiler. Zhang Zhenjun'a göre, işlem gözenekleri gidermek için sıcak izotermal presleme işlemiyle başlıyor ve ardından alaşımın iç yapısında herhangi bir değişiklik meydana gelmeden önce hızlı bir soğutma uygulanıyor. İşlem, tipik 475 MPa'dan 978 MPa'ya kadar çekme yorulma dayanımında %106 artış sağlayan gözeneksiz bir alaşımla sonuçlandı ve bir dünya rekoru kırdı.

Zhang Zhenjun, bu başarının havacılık ve yeni enerji araçları gibi hafif malzemeler gerektiren endüstrilerdeki uygulamalar için umut vaat ettiğini söyledi. Malzeme şimdiye kadar yalnızca dambıl şeklinde bir prototip ölçeğinde üretildi ve en ince kısmı 3 mm uzunluğundaydı; bu da pratik uygulamalar için çok küçük. Teknoloji hala deneme aşamasında olsa da, karmaşık cihazların üretimi için büyük bir potansiyele sahip.

CAS'a göre, NASA roketlerindeki nozul, J-20 savaş uçağının gövdesi ve Çin'in C919 uçağındaki yakıt nozulu da dahil olmak üzere birçok havacılık parçası 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretiliyor. Gelecekte ölçeklenebilirlik kapasitesiyle, yeni teknoloji daha yaygın olarak kullanılacak.

An Khang ( Tech Times'a göre)

[reklam_2]
Kaynak bağlantısı