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最新金属材料科研进展及成果

来源：世展网分类：冶金行业资讯 2024-03-22 16:07 阅读：2517

2024年中国上海特殊钢工业展-中国冶金装备工业展CISSIE

2024-11-05-11-08

展会结束

新型铌钛铬高温合金可用于航空发动机制造

一项由俄罗斯科学基金会资助的先进材料研究中，研究团队发现一种新型铌-钛-铬三元合金高温合金，能够在无需冷却系统的情况下于1000 ℃高温下稳定工作，为航空航天工业发展带来了新突破。研究团队选择铌、铬、钛和锆这四种难熔金属，将其组合成12种不同的高温合金，并对其进行一系列测试，旨在探索提高合金耐高温性能的新途径。研究人员在从室温到800 ℃的温度条件测试了材料强度，并通过在1000 ℃条件下测量样品质量增加来评估其氧化程度。研究发现，一种特定元素比例的铌-钛-铬三元合金在1000 ℃下表现出最佳的耐热性能，其质量增加量仅为铌-钛合金的1/18，证明了其卓越的抗氧化性能。并且添加锆元素会对耐热性产生负面影响，因为它阻碍了保护层的形成，导致质量增加量显著大于铌-钛-铬合金。此外，实验结果还显示，一种铌铬二元合金展示了无与伦比的高强度，达到其他合金的三倍。这些发现为航空航天工业制造下一代无需冷却系统的高性能发动机提供了理论基础和材料选择，预示着能耗更低、效率更高的航空发动机技术的到来。瑞士钢铁集团推出一系列增材制造用金属粉末瑞士钢铁集团（Swiss Steel Group）最近向公众展示其在增材制造领域的最新突破，推出一系列专为该行业开发的气体雾化金属粉末，产品覆盖铁、镍和钴基等粉末，旨在满足不同增材制造需求，不仅丰富了公司的产品线，更是在高端材料科技领域迈出的重要一步。基于铁的金属粉末针对不同的制造要求来选择：Printdur 4404以其卓越的耐腐蚀性和良好的耐氧化性引领市场；Printdur 4545和Printdur 4548侧重于耐磨损、腐蚀和氧化的综合性能，为耐用性提供了创新的解决方案；而Printdur Powderfort、Printdur 2343和Printdur 2344是增加耐磨性的最佳选择。基于镍的金属粉末方面中，Printdur Ni625特别针对高腐蚀环境的应用，展现了对矿物酸、有机酸的强大耐受力，以及在高温条件下对气体腐蚀和蠕变的卓越抵抗力，使其成为适应极端环境应用的理想材料。基于钴的金属粉末中，Printdur CoCrF7在高温应用和医疗技术领域显示出无与伦比的性能，特别是其对热冲击的极佳抵抗力和在氧化还原环境下的稳定性，以及出色的生物相容性和耐腐蚀性。Bainidur AM系列引入了低合金和中合金钢粉末，旨在实现快速高效的初始样品增材制造，还支持原锻造模具不再可用的备件生产。在医疗领域，瑞士钢铁集团推出的Medidur AM系列，是一种创新的奥氏体钢粉末，采用锰替代镍，该材料无磁性，同时保持了高强度和优异的耐腐蚀性，为医疗应用领域带来了新的可能性。瑞士钢铁集团的这一系列创新金属粉末产品，不仅展现了公司在材料科学领域的深厚实力，也为增材制造行业带来了更广泛的应用前景和无限的可能性，开启了高性能材料在未来应用的新篇章。瑞典山特维克推出适用于高温应用的铜基金属粉末瑞典山特维克公司近日推出一款新型铜基金属粉末Osprey C18150，专为在高温应用设计，能够保持高机械强度并且维持较高的导电性和热导率。这款新材料可用于制造航空航天和汽车等行业的电气、电子和热传导组件，预计将有效提升相关产品的性能。Osprey C18150（CuCrZr）采用惰性气体雾化法制成，粉末具有球形形态，确保了良好的流动特性和高填充密度。合金中添加了少量的铬和锆元素，能够平衡铜的高导电性和导热性能，由于时效过程中过饱和固溶体中析出众多铬和锆的细小沉淀物颗粒可强化合金性能，因此这种平衡即使在高温下也能保持，能在高达500 ℃的温度下稳定工作。该合金已被开发为可适用于金属注射成型（MIM）和黏结剂喷射成型（BJT）等制造技术的粉末，同时也可作为激光束粉末床熔化（PBF-LB）和定向能量沉积（DED）等制造技术中较粗糙的粉末来应用。产品已在多个行业客户中进行了测试与认证，证明了其在多领域应用中的适用性。俄罗斯新研究提升钛镍形状记忆合金性能俄罗斯国立科学技术大学和俄罗斯科学院金属学研究所合作，开发出一种可显著提升钛镍形状记忆合金性能的热处理方法。该技术结合了时效处理和强塑性变形工艺，显著改善了合金结构、力学性能和功能特性。形状记忆合金的独特性能取决于其内部结构，而内部结构又很大程度上依赖于其所经历的热处理与加工过程。时效处理是调控形状记忆合金性能的有效手段，通过精确控制时效参数，可以实现对合金性能的精细调节，满足不同应用领域的特定需求。同时也需要注意时效处理的条件选择，不当的时效条件反而会导致最终性能下降。钛镍合金作为应用最广泛的形状记忆合金之一，因其卓越的综合性能而受到重视。研究团队对近等原子钛镍形状记忆合金展开研究，发现在对样品450 ℃/5 h的预时效处理后，进行准连续模式下的等通道角挤压（ECAP）处理，随后在430 ℃进行1 h的时效处理，可实现该材料机械性能和功能性的最佳结合——屈服极限达到1410 MPa，抗拉强度达到1562 MPa，可逆变形率则达到11.6%，为该材料在航空航天、生物医药、精密仪器等高端技术领域的应用拓展了新路径。

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