CoCrNi LPBF部品の特性に及ぼすAl2O3ナノ粒子の影響
実験
本研究では、CoCrNi合金粉末とAl₂O₃粉末を原料として使用した。CoCrNi合金粉末は真空ガスアトマイズで調製し、粉末の粒径範囲は15～53μmであった。Al₂O₃粉末の粒径は38～74μmであった。原料粉末を混合した後、LPBF積層造形システムで加工した。
CoCrNiの化学組成：
CoCrNiのモルフォロジー：
微細構造解析：
Al2O2を添加すると、CoCrNiマトリックス中の結晶粒は著しく微細化し、ナノスケールのAl2O2析出物が多数形成される。これらの析出物は境界に沿って分布し、転位の移動を効果的に妨げている。
機械的特性：
圧縮試験の結果、CoCrNi部品の極限圧縮強度と硬度は、Al₂O₃の添加によって著しく向上することが分かった。特に、Al₂O₃の含有量が7.5wt%の場合、極限圧縮強度は1143MPa、破壊ひずみは29.8%、硬度は300HVに達する。これらの性能向上は、主に結晶粒微細化、転位強化、第2相強化などのメカニズムによるものである。
結論
本研究では、Al₂O₃強化CoCrNi金属基複合材料をLPBF技術によって調製することに成功し、Al₂O₃添加が材料の微細構造進化と機械的特性に及ぼす影響を系統的に研究した。その結果、適切な量のAl₂O₃を添加することで、CoCrNi LPBF部品の機械的特性を大幅に改善できることが示された。この研究は、高性能金属マトリックス複合材料を開発する新しい方法を提供する。
TRUERが製造するその他の中・高エントロピー合金粉末：
CoCrNi、FeCoNiCr、FeCoNiCrMn、FeCoNiCrAl、FeCoNiCrMo、FeCoNiCrTi、FeCoNiCrV、FeCoNiCrCu
