鐳明激光助力西安理工大學在《JMST》發表突破性研究成果

作者：

訪問量：

時間：2024-05-24

銅和銅合金具有高導熱性、導電性、抗腐蝕性和可加工性等物理性能，被廣泛應用于航空航天、汽車制造、電氣等領域。近年來，金屬3D打印技術迅速發展，為復雜結構銅部件成形開辟了更多可能性，在散熱器與熱交換器、尾噴管、電機繞組等零部件制造方面具有巨大應用潛力。

近期，西安理工大學馬文君博士采用鐳明激光LiM-X260系列設備進行3D打印銅合金性能驗證，并成功制備了具有多級結構的Cu-Cr-Zr合金，擴展了銅合金金屬3D打印材料的應用前景，形成的研究成果“Strength-ductility synergy in a hierarchical Cu-Cr-Zr alloy processed via laser powder bed fusion”發表在國際材料領域頂刊“Journal of Materials Science & Technology（影響因子10.9）”上。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.12.042

金屬3D打印Cu-Cr-Zr合金在保持高導電性的同時，面臨強度-延展性平衡問題。研究人員通過同時增加Cr和Zr含量，制備了具有多級結構的組織。時效處理后，多級結構由宏觀尺度上的熔化軌跡，微觀尺度上的粗晶（31.9±0.1μm）和細晶（5.6±0.2μm）以及納米尺度上的高密度位錯和雙析出物組成。由多級結構引起的異質變形誘導應力不僅導致屈服強度大幅增加，而且還提高了拉伸延展性。

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].

鐳明激光為此次研究提供了設備支持，研究人員使用LiM-X260系列設備直接打印出具有多級結構的Cu-Cr-Zr合金試樣，致密度可達99.7%，表現出優異的強度和延展性（抗拉強度提高到626±1MPa，均勻延伸率為16.2%±1.1%），性能優于傳統鍛造工藝及其他3D打印技術成形的Cu-Cr-Zr合金。

鐳明激光LiM-X260系列設備久經考驗，穩定性高，能夠滿足教育科研用戶教學、研究需求，已在多所高校得到實際應用驗證。