Исследователи из Университета RMIT и Сиднейского университета напечатали на 3D-принтере прочный и пластичный титановый сплав, который содержит кислород и железо в качестве основного легирующего элемента.

Титановые сплавы состоят из смеси двух типов кристаллов титана, называемых альфа-титановой фазой и бета-титановой фазой, каждая из которых связана с определенным расположением атомов. Эти сплавы были получены путем добавления алюминия и ванадия к титану.

Исследовательская группа изучала использование кислорода и железа. Эти два наиболее мощных стабилизатора и усилителя альфа- и бета-титановых фаз широко распространены и недороги.

Исследователи обнаружили, что две проблемы препятствуют разработке прочных и пластичных сплавов альфа-бета титан-кислород-железо с помощью обычных производственных процессов, первая проблема заключается в том, что кислород описывается как «криптонит для титана» и может сделать титан хрупким. Во-вторых, добавление железа может вызвать серьезные дефекты в виде больших пятен бета-титана.

Сочетание концепций дизайна сплавов, разработанных командой, с процессом 3D-печати - это дизайн, который стал ключевым фактором для исследователей, которые определили ряд сплавов, которые являются прочными, пластичными и удобными для печати.

Исследователи использовали лазерное направленное осаждение энергии (L-DED), процесс 3D-печати, подходящий для изготовления больших и сложных деталей, для печати их сплавов из металлического порошка.

Привлекательные свойства этих новых сплавов, которые могут соперничать с коммерческими сплавами, объясняются их микроструктурой.

«Это исследование дает новую систему из титанового сплава, обладающую широким и настраиваемым диапазоном механических свойств, высокой технологичностью, огромным потенциалом для сокращения выбросов и пониманием дизайна материалов в родственных системах», - сказал профессор Саймон Рингер, один из ведущих исследователей.