使用3D打印层压技术把钛合金和不锈钢混合成新的高性能材料

近日，香港城市大学的一个研究团队设计了一种方法，使用3D打印层压成型技术将少量不锈钢分散在钛合金中，从而创造出一种具有前所未有的新型微观结构和机械性能的新材料。

虽然它比钢轻约 40%，但它具有1.3 GPa级的抗拉强度和约9%的均匀伸长率，同时还具有300 MPa或更高的大加工硬化能力。现有的材料制造方法无法在微观结构上分散完全不同类型的合金，而3D打印技术有望实现这种可能，从而打造出全新的材料。

通常，合金中金属成分的不均匀性会影响合金的性能，然而，通过模型理论和模拟研究，研究小组发现在微观结构层面控制合金成分和微观结构的不均匀性可以改善性能。于是，研究团队使用钛合金粉末和少量不锈钢粉末，3D了一种新的材料。

“我们成功地将少量316L不锈钢分散到 Ti-6Al-4V 合金基体中。”研究团队介绍道。

通过控制316L分散量、激光输出和扫描速度等因素，优化生产材料的微观结构和力学性能。而当316L的分散量为4.5%时，可以达到最佳性能。

通过这种技术方法，可以实现不同的金属在微观结构层面的自由分散。研究团队会进一步将这种制造方法扩展其它金属，创造出具有新颖微观结构的新材料。