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镭明激光助力西安理工大学在《JMST》发表突破性研究成果

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时间:2024-05-24

铜和铜合金具有高导热性、导电性、抗腐蚀性和可加工性等物理性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电气等领域。近年来,金属3D打印技术迅速发展,为复杂结构铜部件成形开辟了更多可能性,在散热器与热交换器、尾喷管、电机绕组等零部件制造方面具有巨大应用潜力。

近期,西安理工大学马文君博士采用镭明激光LiM-X260系列设备进行3D打印铜合金性能验证,并成功制备了具有多级结构的Cu-Cr-Zr合金,扩展了铜合金金属3D打印材料的应用前景,形成的研究成果“Strength-ductility synergy in a hierarchical Cu-Cr-Zr alloy processed via laser powder bed fusion”发表在国际材料领域顶刊“Journal of Materials Science & Technology(影响因子10.9)”上。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.12.042

金属3D打印Cu-Cr-Zr合金在保持高导电性的同时,面临强度-延展性平衡问题。研究人员通过同时增加Cr和Zr含量,制备了具有多级结构的组织。时效处理后,多级结构由宏观尺度上的熔化轨迹,微观尺度上的粗晶(31.9±0.1μm)和细晶(5.6±0.2μm)以及纳米尺度上的高密度位错和双析出物组成。由多级结构引起的异质变形诱导应力不仅导致屈服强度大幅增加,而且还提高了拉伸延展性。

EBSD results of the DAH-ed Cu-Cr-Zr alloy in the XOY plane. (a) Inverse pole figure map. (b, c) Grain size distribution in the FGs and CGs regions, respectively. (d)Geometrically necessary dislocations image.

TEM microstructure of the DAH-ed Cu-Cr-Zr alloy in the XOY plane. (a, b) Bright-field image. (c) Dark-field image. (d) HAADF-EDS analysis for Cu, Cr, and Zr. (e) Secondary nanoprecipitates size distribution histogram for (d). (f) HRTEM image. (g) FFT pattern corresponding to (f).

Tensile properties of the as-built and DAH-ed Cu-Cr-Zr alloys. Comparison is made with previous Cu-Cr-Zr alloys. (a) Engineering stress-engineering strain curves. (b) Strain hardening rate versus true strain curves. (c) The σ u versus εue of this work is in comparison with those of LPBF-ed and wrought Cu-Cr-Zr alloys [10,14–16,47–50].

镭明激光为此次研究提供了设备支持,研究人员使用LiM-X260系列设备直接打印出具有多级结构的Cu-Cr-Zr合金试样,致密度可达99.7%,表现出优异的强度和延展性(抗拉强度提高到626±1MPa,均匀延伸率为16.2%±1.1%),性能优于传统锻造工艺及其他3D打印技术成形的Cu-Cr-Zr合金。

镭明激光LiM-X260系列设备久经考验,稳定性高,能够满足教育科研用户教学、研究需求,已在多所高校得到实际应用验证。

目前,镭明激光与多所高职院校、科研院所建立起深度合作关系,为用户提供设备支持与技术协助。涵盖新材料研发、新工艺研发、新装备研发等;通过共同申报国家课题项目、共建联合实验室/双创中心、人才联合培养等合作方式,为行业输送更多专业人才,推动行业技术创新发展。

未来,镭明激光将持续深耕教育科研领域,为更多高校、研究院所提供金属3D打印整体解决方案,并在技术创新研发、科研成果转化方面持续合作,助力用户不断取得国际先进研究成果,实现合作共赢。