BLT-S210助力镁合金材料基础研究,清华大学国家重点实验室取得新进展

发布时间:2022年01月11日

由来自清华大学摩擦学国家重点实验室、清华大学机械工程系、北京大学生物材料系、北京大学第三医院骨外科的研究员组成的课题组使用BLT-S210成功打印出镁合金材料实验结构,考察了其成形特性,并在Materials Letters上发表论文Hot cracking in ZK60 magnesium alloy produced by laser powder bed fusion process
镁合金是一种很有应用前景的轻质结构材料和生物可降解植入材料。与一般的镁合金相比,ZK60合金(Mg-5.6 zn -0.5 zr, wt%)具有较高的强度、高的耐应力腐蚀性能和良好的生物相容。而ZK60合金在焊接过程中极易产生热裂。随着锌含量的增加,ZK60比ZK21和ZK40更容易发生凝固开裂。该篇论文展示了课题组使用BLT-S210,在不同激光功率、扫描速度、扫描策略及层厚等的实验环境下,ZK60合金的成形质量。
考虑到镁合金的高反应性和高汽化倾向,研究组为了控制气氛保护,将设备氧含量调低至80ppm以下。实验条件的实现,得益于BLT-S210“为科研实验而生”的设备配置和技术参数。
 
实验成果表明,ZK60合金在激光粉末床融合过程中出现了热裂纹,这是由于较宽的凝固温度范围、较低的共晶温度以及较高的热应力造成的。在现有条件下,仅通过调节激光能量输入难以抑制裂纹的产生,同时也难以避免未熔合、气孔和严重变形的发生。试样尺寸、预热和扫描策略对裂纹敏感性的影响有待进一步研究。
 
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