「ネイチャー」重版:NASAが新型超高温合金を開発、強度が2倍に

「ネイチャー」重版:NASAが新型超高温合金を開発、強度が2倍に
2023年4月23日、アンタークティックベアは、NASAとオハイオ州立大学の革新者グループが、航空機や宇宙船用のより強くて耐久性のある部品を作成できる高温材料の3Dプリントにおける画期的な進歩である、GRX-810と呼ばれる新しい分散強化型高温合金を開発したことを知りました。
スミス氏とグレンの同僚クリストファー・カンツォス氏は、GRX-810 高温合金を共同発明しました。研究結果は、「極限環境向けに設計された3Dプリント可能な合金」と題された査読済み論文としてネイチャー誌に掲載されている。この論文は、グレン氏、カリフォルニア州シリコンバレーのNASAエイムズ研究センター、アラバマ州ハンツビルのNASAマーシャル宇宙飛行センター、オハイオ州立大学の参加者チームによって共同執筆された。

関連論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05893-0
「この超合金は、航空宇宙や宇宙探査で使用される部品の強度と靭性を大幅に向上させる可能性がある」と、論文の主執筆者であるNASAクリーブランド・グレン研究センターのティム・スミス博士は述べた。
スミス氏と彼のチームは、時間を節約できるコンピュータ モデリング ソフトウェアとレーザー粉末床溶融結合 (LPBF) 3D 印刷装置を使用してサンプル部品を製造しました。彼らはこの方法を使用して、以下に示す NASA のロゴを作成しました。
酸化物分散強化型(ODS)高温合金GRX-810で作られた3Dプリントのマクロ写真
GRX-810 は酸化物分散強化合金です。その強化メカニズムは、合金マトリックス全体に微細な酸化物粒子を分散させることで、合金の強度を高めることです。この合金は、破断点に達するまで過酷な条件に耐えることができるため、航空機やロケットエンジン内部などの高温用途の航空宇宙部品の製造に最適です。
1,093℃における超合金のクリープ破断寿命の散布図。 GRX-810 は、3D プリントの高温用途に使用されている現在の鍛造合金と比較して、優れたクリープ性能を示します。ヘインズ、ハステロイ、インコネル ファミリーなどの現在の最先端の 3D プリント高温合金は、華氏 2,000 度までの温度に耐えることができます。これらと比較すると、GRX-810 は強度が 2 倍、耐久性が 1,000 倍以上、酸化耐性が 2 倍です。
「この新しい合金は大きな成果だ」とNASAの変革ツールおよび技術プログラムの副プログラムマネージャー、デール・ホプキンス氏は語った。「近い将来、この合金はNASAグレン研究所でこれまでで最も成功した技術特許の1つになるだろう。」
2019年、NASAはアラバマ州にあるNASAのマーシャル宇宙飛行センター(MSFC)とオハイオ州にあるNASAのグレン研究センター(GRC)のチームが開発した、高強度、高伝導性の銅ベースの合金であるGRCop-42という新素材の開発も支援した。
GRCop-42 の Velo3D Sapphire システムで印刷されたスラストチャンバーの断面。チャンバー壁には再生冷却用の内部チャネルがある
GRX-810 銅合金は、有名な Velo3D を含むいくつかの企業によって、燃焼室ライナーや燃料噴射装置などのほぼ完全な密度の 3D プリント部品を製造するために、積層造形で広く使用されています。この合金はNASAの開発イニシアチブの支援を受けて、NASAの変革ツールおよび技術プログラムの下で開発された。
高温合金、分散強化、NASA

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