Einfluss von Al2O3-Nanopartikeln auf die Eigenschaften von CoCrNi-LPBF-Teilen
Experiment
In dieser Studie wurden CoCrNi-Legierungspulver und Al₂O₃-Pulver als Rohmaterialien verwendet. CoCrNi-Legierungspulver wurde durch Vakuum-Gaszerstäubung hergestellt, und die Partikelgröße des Pulvers lag zwischen 15 und 53 μm. Die Partikelgröße von Al₂O₃-Pulver betrug 38-74 μm. Nachdem die Rohstoffpulver gemischt worden waren, wurden sie auf dem LPBF-System für die additive Fertigung verarbeitet.
Chemische Zusammensetzung von CoCrNi:
Morphologie von CoCrNi:
Analyse der Mikrostruktur:
Nach der Zugabe von Al2O2 werden die Körner in der CoCrNi-Matrix erheblich verfeinert, und es bildet sich eine große Anzahl von Al2O2-Ausscheidungen im Nanobereich. Diese Ausscheidungen sind entlang der Grenzen verteilt und behindern effektiv die Bewegung von Versetzungen.
Mechanische Eigenschaften:
Die Ergebnisse des Druckversuchs zeigen, dass die Druckfestigkeit und die Härte der CoCrNi-Teile mit der Zugabe von Al₂O₃ deutlich ansteigen. Insbesondere bei einem Al₂O₃-Gehalt von 7,5 wt% erreicht die Bruchdruckfestigkeit 1143 MPa, die Bruchdehnung 29,8% und die Härte 300 HV. Diese Leistungsverbesserungen werden hauptsächlich auf Mechanismen wie Kornfeinung, Versetzungsstärkung und Stärkung der zweiten Phase zurückgeführt.
Schlussfolgerung:
In dieser Studie wurden Al₂O₃-verstärkte CoCrNi-Metallmatrix-Verbundwerkstoffe erfolgreich mit der LPBF-Technologie hergestellt und die Auswirkungen der Al₂O₃-Zugabe auf die Entwicklung der Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften des Materials systematisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe einer angemessenen Menge von Al₂O₃ die mechanischen Eigenschaften von CoCrNi-LPBF-Teilen erheblich verbessern kann. Diese Studie bietet einen neuen Weg zur Entwicklung von Hochleistungs-Metallmatrix-Verbundwerkstoffen.
Andere von TRUER hergestellte Pulver aus mittel- und hochentropischen Legierungen:
CoCrNi, FeCoNiCr, FeCoNiCrMn, FeCoNiCrAl, FeCoNiCrMo, FeCoNiCrTi, FeCoNiCrV, FeCoNiCrCu
