アーク積層造形法で作製した NiTi/Nb バイオニック層状ヘテロ構造の微細構造進化と機械的特性

アーク積層造形法で作製した NiTi/Nb バイオニック層状ヘテロ構造の微細構造進化と機械的特性
出典: 溶接科学

2024年9月3日、吉林大学の研究チームは「ワイヤーアーク積層造形によるNiTi/Nbバイオニック積層異種構造:微細構造の進化と機械的特性」と題する最新の研究論文をMaterials Characterization誌に発表した。この研究では、アーク積層造形技術によって製造されたNiTi/Nbバイオニック積層異種構造の微細構造の進化と機械的特性について研究した。

この研究では、アーク積層造形技術により、優れた可塑性を持つ Nb と機能特性を持つ NiTi 合金を組み合わせるために、異なる層厚比を使用した NiTi/Nb バイオニック層状ヘテロ構造 (LHS) の作成を紹介します。この研究では、NiTi層とNb層の界面組成、微細構造、機械的特性を分析し、異共晶微細構造の形成メカニズムと、強度と可塑性の相乗効果を高めるメカニズムを明らかにしました。

仕事のハイライト

NiTi/Nb バイオニック層状ヘテロ構造は、アーク積層造形技術を使用して作成されました。

異なる層厚比が微細構造と界面成分分布に与える影響について議論した。

NiTi/Nb 構造における異共晶微細構造の形成とそれが機械的特性に与える影響を研究しました。

実験方法<br /> この研究では、NiTi および Nb 金属ワイヤを原料として使用し、マルチワイヤアーク積層造形 (MWAAM) システムを採用しました。プロセスパラメータ (電流、速度など) を制御することで、NiTi 層と Nb 層が交互に堆積され、バイオニック層状ヘテロ構造が形成されました。堆積層の微細構造と元素分布は、X線回折(XRD)、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの技術によって研究されました。機械的特性試験には、微小硬度試験、圧縮試験、引張試験が含まれます。

図1。複合MWAAMシステム図の概略図2。WAAMNITI/NB LHSコンポーネントの微細構造と界面要素分布3。異なる領域でのXRD回折ピークURE6。WAAMNITI/NB LHSコンポーネントフィギュアのTEM画像7。WAAMNITI/NB LHSコンポーネントのマイクロ硬度分布9。圧縮試験結果10。テンシル試験結果11 URE13。WAAMNITI/NB LHSコンポーネント図の界面での穀物構造進化モデル14。WAAMNITI/NB LHS成分の界面での粒子構造と幾何学脱臼生成の概略図
論文概要

この研究では、アーク積層造形技術によって NiTi/Nb バイオニック層状ヘテロ構造を作製することに成功し、異なる層厚比での微細構造の進化と機械的特性の違いを発見しました。 NiTi/Nb アセンブリは優れた圧縮強度と引張強度を示し、異共晶構造のサンプルは界面で高い接合強度を示しました。この研究では、界面の微細構造と成層法を調整することで、不均質構造の機械的特性を大幅に改善できることも明らかになりました。この研究は、多材料積層構造における積層造形技術の応用に関する新しいアイデアを提供します。

紙の住所
https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.114326

金属

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