3D打印所經(jīng)歷的超快速凝固、內(nèi)稟熱循環(huán)等，容易導(dǎo)致材料內(nèi)部出現(xiàn)組織及成分的差異，進(jìn)而造成材料整體性能的不均勻。針對(duì)這一問(wèn)題，近日，重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院黃曉旭教授團(tuán)隊(duì)與澳大利亞昆士蘭大學(xué)張明星教授等研究團(tuán)隊(duì)合作，以典型鈦合金Ti-6Al-4V為研究對(duì)象，從合金設(shè)計(jì)角度出發(fā)，結(jié)合熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算，通過(guò)添加適量CP-Ti和Fe2O3，以稀釋擴(kuò)散速率較慢的V、引入擴(kuò)散速率較快的Fe，調(diào)控打印過(guò)程中相變發(fā)生的臨界條件和速度，使打印材料在各階段均能獲得成分均勻的相，消除了性能不均勻性。該研究拓展了3D打印制備性能均勻合金的廣度，為制備具有均勻性能的未知結(jié)構(gòu)合金提供了新的解決思路和方案。

相關(guān)研究成果以Designing against phase and property heterogeneities in additively manufactured titanium alloys為題發(fā)表在Nature Communications上。

下圖為Ti-6Al-4V與通過(guò)激光功率床融合(LPBF)制造的新開發(fā)合金的顯微組織和拉伸性能比較。