Nová titanová slitina je rekordmanem ve specifické pevnosti 3D tištěných kovů  
Relativně jednoduchý postup, který zahrnuje 3D tisk kovu a jeho následné zahřívání, vedl k přeměně běžné beta titanové slitiny na novou titanovou superslitinu se specifickou mikrostrukturou. Výsledný materiál má výjimečnou pevnost a zároveň je jeho výroba podstatně levnější, v porovnání s dalšími materiály podobných vlastností.
První fáze výroby nové titanové slitiny – 3D tisk. Kredit: Monash University.
První fáze výroby nové titanové slitiny – 3D tisk. Kredit: Monash University.

Titanové slitiny bývají oblíbené kvůli jejich pevnosti, spojené s relativně nízkou hmotností. Předurčuje je to například pro konstrukce letadel a dalších strojů. Jak se ale říká, vždy je co zlepšovat. Odborníci australské Monash University vyvinuli novou titanovou slitinu s unikátní mikrostrukturou, která jí zaručuje značnou pevnost. Výsledná slitina je nejen pevnější než většina titanových slitin, ale vzhledem k tomu, že je 3D tisknutelná, může mít prakticky jakýkoliv tvar.

 

Aijun Huang. Kredit: Monash University.
Aijun Huang. Kredit: Monash University.

Aijun Huang a jeho kolegové použili běžný postup 3D tisku, při němž je kovový prášek taven laserovým paprskem a spékán ve vrstvě za vrstvou. V tomto případě šlo o běžně užívanou beta titanovou slitinu. Zásadní byl další krok, kdy materiál prošel zahříváním při teplotách 480 až 520 °C. To vedlo ke vzniku specifické mikrostruktury, která zaručila slitině její výjimečnou pevnost.

 

Logo. Kredit: Monash University.
Logo. Kredit: Monash University.

Při tomto zacházení dojde k tomu, že se částice titanu shluknou do nanozrn, které se následně spojí do dvojic. Podle Huangova týmu je to poprvé, co jsme u titanové slitiny viděli podobnou strukturu. Právě díky ní je výsledný materiál tak pevný. V testech se ukázalo, že nová titanová slitina má pevnost v tahu přes 1 600 MPa. Pro srovnání, většina komerčních titanových slitin dosahuje pevnosti v tahu kolem 1 000 MPa. Badatelé zároveň zdůrazňují, že jde nejvyšší specifickou pevnost ze všech známých 3D tištěných kovových slitin.

 

Jak říká Huang, jejich výzkum nabízí zcela nový přístup k precipitačnímu vytvrzování u komerčních slitin. Může být využit při výrobě komponent složitých tvarů pro aplikace, v nichž je materiál vystavený velké mechanické zátěži. Použití 3D tisku a technologicky jednoduché zahřívání podle Huanga rovněž znamená značné úspory, v porovnání s dalšími materiály o podobné pevnosti.

 

Literatura

New Atlas 19. 9. 2022.

Nature Materials online 15. 9 2022.

Datum: 21.09.2022
Tisk článku

Související články:

Platina se zlatem tvoří slitinu, která je mechanicky nejodolnější na světě     Autor: Stanislav Mihulka (18.08.2018)
Nová superelastická slitina železa vydrží extrémní teploty     Autor: Stanislav Mihulka (19.09.2020)
Superelastická slitina je prvním známým kovem, co je při zahřívání pružnější     Autor: Stanislav Mihulka (15.02.2022)
Nová slitina NASA je výtečná v extrémních teplotách     Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2022)



Diskuze:

Tak nevim

Karol Kos jr.,2022-09-21 13:02:57

jak moc je tohle novátorské. Žíhání se v metalurgii už nějaký ten pátek používá.
Jediné co je tak trochu překvapivé je ono poměrně výrazné zvýšení pevnosti v tahu - běžný titan má kolem 350 MPa, slitiny 600-900 MPa, těch 1600 Mpa je opravdu hodně.

Odpovědět


Re: Tak nevim

Macko Pu1,2022-09-21 17:42:53

A nebude skor kalenie?

Odpovědět


Re: Re: Tak nevim

Ferdinand Prantl,2022-09-22 21:58:54

Kaleni to neni. Kaleni se pouziva pro zvyseni tvrdosti a ma jiny prubeh. Krome toho nevim, zda se pouziva slitina titanu s uhlikem, a navic s tolik uhliku, ze by byla kalitelna.

Je to zihani. Snizuje vnitrni pnuti v materialu, ktere vznika pri opracovani za studena. Mozna se struktura vytvorena 3D tiskem chova podobne. Obrobek je po vyzihani mene nachylny k trhani se a praskani, je houzevnatejsi.

Titan je pevny a chemicky odolny, ale ne tvrdy. Kdo z nej ma hodinky, vi, jak rychle se poskrabaly. Clanek bohuzel nerika co to bylo za slitinu a jak dlouho ji mucili zihanim.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace