前沿 2020-04-02 14:04

美国佛罗里达国际大学发现可减少50%加工钛合金所需热量的方法

徐冬翔 摘自 advancedScienceNews网站

【据advancedScienceNews网站2020年4月1日报道】金属钛因具有强度高和密度低等优点,在航空航天工业中得到广泛应用,但是与钢和铝等金属相比,其热加工费用偏高,在经济性上处于劣势。美国佛罗里达国际大学的研究人员发现了一种快速而有效的低温钛合金加工方法,所需热量减少了50%,这为新型钛基复合材料的研究提供了更大潜力。

研究人员采用粉末冶金的制造方式,在火花等离子体烧结(SPS)中同时施加低温(最高650℃)和高压(最高555 MPa)环境,最终获得了高致密度零件,其在机械性能和结构功能上具有与高温处理的钛合金零件相似的能力。这一发现归因于合金加工过程中的“高压辅助传质和诱发塑性变形机制”。研究人员通过透射电子显微镜观察发现,在低温下,合金粉末颗粒承受的应力超过了其塑性极限,并促进了它们的致密化。合金在原子尺度上独有的变形特征证明了这一点。

钛基复合材料被认为在低温状态下加工比较有利,该项研究成果不仅提供了高温钛加工的替代方法,还为钛基复合材料的发展提供了有利条件。

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