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    威拉里與上海交通大學合作研發出新型AlSi10Mg粉末

    威拉里與上海交通大學合作研發出新型AlSi10Mg(NTD-Al)粉末,經3D打?。⊿LM)技術加工成工件后,抗拉強度達到530MPa,延伸率達到15.5%,顯微硬度達到193HV,性能遠高于鍛態AlSi10Mg合金材料(抗拉強度360MPa)。

    隨著工業技術的發展進步,高強度和輕量化已經成為新材料研發過程中不可避免的技術難題之一。高強度,意味著在承受沖擊時有較大的抵抗作用;輕量化,意味著在運行過程中可以節約更多的動力。以航空工業為例,高強度保證了飛機的穩定性,在受氣流沖擊時不易發生變形;而輕量化,則能夠保證飛機的載客量更大,續航里程更遠。這些技術要求促進了鋁合金材料在航空工業中的大量使用。

    在NTD-Al的研發過程中,我們的科研團隊在傳統AlSi10Mg鋁合金的基礎之上添加超細化的TiB2顆粒,運用氣霧化技術制成金屬粉末,并通過SLM技術打印成工件。納米級的TiB2粒子進入Al-Si晶格中并沿晶界分布,對晶界釘扎,強化了材料強度。由于TiB2的熔點高達3200℃以上,因此在常規加熱條件下難以熔化,而TiB2抑制晶粒長大的特性促使經過SLM工藝加工的Al-Si晶粒細化,對材料起到了強化作用。

    圖1 (a)為粉末顆粒形貌;(b)為粉末表面;(c)為粉末金相組織圖;(d)為透射電鏡明場照片;(b)中白色箭頭和(c)中黑色箭頭為TiB2顆粒

    通過斷裂拉伸試驗,測得3D打印NTD-Al材料抗拉強度達到530MPa,同傳統AlSi10Mg相比,抗拉強度提高了170MPa。

    圖2 NTD-Al與其他鋁基材料的性能對比

    圖3 NTD-Al的拉伸曲線及斷裂韌窩形貌

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