钛合金通过近乎无空隙的3D打印实现高抗疲劳性

作者

詹瞿,张振军,刘锐,徐玲,张伊宁,李晓涛,赵振凯,段启强,王少刚,李淑君,马英杰,邵晓红,杨蕊,尤尔根·埃克特,罗伯特·里奇 & 张哲峰

摘要

3D打印的优势因其令人失望的疲劳性能而受到严重损害1,2.通常，疲劳性能差似乎是由于当前印刷工艺程序引起的微孔的存在所致.因此，我们提出的问题是，消除这种微孔隙是否可以为显着提高无空隙增材制造合金的抗疲劳性提供可行的解决方案。在这里，我们通过理解相变和晶粒扩展的异步性，通过开发Net-AM加工技术，成功地重建了Ti-6Al-4V钛合金的近似无空隙AM微观结构。我们确定了这种增材制造微观结构的抗疲劳性，并表明它们导致了约1 GPa的高疲劳极限，超过了所有增材制造和锻造钛合金以及其他金属材料的抗疲劳性。我们证实了Net-AM微观结构的高抗疲劳性以及AM加工在生产具有最大疲劳强度的结构部件中的潜在优势，这有利于AM技术在工程领域的进一步应用。