Koncepcja naszych stopów opiera się na wykorzystaniu dodatku żelaza – zdradza prof. Naoki Takata z Wydziału Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Nagoya. – Zazwyczaj w metalurgii unika się dodawania żelaza do aluminium, ze względu na powstawanie w materiale kruchych faz międzymetalicznych i ryzyko korozji.
Tymczasem w procesie wytwarzania przyrostowego metodą LPBF (laser powder bed fusion), mamy do czynienia z ekstremalnie szybkim tempem schładzania stopionego metalu, które sprawia, że zastyga on w klika sekund. Nie pozostaje to bez wpływu na procesy metalurgiczne. Dodatki w postaci żelaza lub innych pierwiastków zostają uwięzione w układach strukturalnych, które nie mogłyby powstać w typowych warunkach produkcyjnych, co prowadzi do formacji metastabilnych faz międzymetalicznych.
Japońscy naukowcy zbadali wpływ różnych dodatków stopowych na powstawanie mikro- i nanostrukturalnych wzmocnień materiału i ich związek z właściwościami otrzymywanych kompozycji. Przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego przebadali różne kombinacje stopów aluminium z dodatkiem żelaza, miedzi, manganu i tytanu. Pod względem wytrzymałości mechanicznej w podwyższonej temperaturze i elastyczności w temperaturze pokojowej, najlepszymi parametrami wykazał się stop Al-Fe-Mn-Ti.
Jak zauważa prof. Takata, otrzymany stop okazał się jednocześnie łatwiejszy do wytwarzania przyrostowego od typowych, wytrzymałych stopów aluminium, które mają tendencję do pękania i odkształcania się podczas druku.
Prezentowana koncepcja otrzymywania stopów sprawdza się nie tylko w przypadku aluminium, lecz także i w stosunku do innych metali. Wraz z popularyzacją technologii przyrostowych w różnych gałęziach przemysłu, rośnie zakres możliwości praktycznego wykorzystania tego typu materiałów.
nagoya-u.ac.jp
