科研进展

研究阐释原位氧化纳米颗粒增强选区激光熔化Co-Cr-W合金强化机制

以选区激光熔化为代表的增材制造技术,除了能为制造形状复杂的金属零部件提供全新的加工路径,还因其快速非平衡熔凝的工艺特征赋予了材料独特的组织性能。钴铬(Co-Cr)合金因其良好的力学性能和生物相容性,被广泛应用于齿科和骨科的植入体。在以往的研究中,已有大量关于选区激光熔化制备钴铬合金的研究。然而,关于钴铬合金在成形过程中原位氧化及其弥散强化机制的影响却鲜有报道。

近日,广东省科学院新材料研究所粉末冶金团队的研究人员通过选区激光熔化制备 Co28Cr9W1.5Si (wt.%) 合金,首次发现非晶态高硅氧化物纳米颗粒,并标定了具有八重对称结构的体心立方结构 Co5Cr3Si2纳米沉淀相。针对纳米颗粒原位生成及沉淀析出,研究人员提出纳米弥散颗粒与层错/马氏体阻碍位错移动,从而提高材料屈服强度的强化机制,并量化分析其强化效果达约169 MPa。

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图1  非晶态纳米氧化物颗粒

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图2  八重对称体心立方 Co5Cr3Si2纳米沉淀相

相关研究成果发表于材料科学领域权威期刊《Journal of Materials Science & Technology》(中科院1区Top期刊,IF= 8.067),广东省科学院新材料研究所为论文第一单位与通讯单位。研究工作得到了广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目(2020GDASYL-20200101001)等项目的资助。

论文信息:KefengLi, Zhi Wang, Kaikai Song, Khashayar Khanlari, Xu-Sheng Yang, Qi Shi, Xin Liu, Xinhua Mao, Additively manufacturing of a Co-Cr-W alloy by selective laser melting: In-situ oxidation, precipitation and the corresponding strengthening effects, Journal of Materials Science & Technology, 125(2022), 171-181.

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.01.036

供稿:粉末冶金研究室