Титановые сплавы, созданные на 3D-принтере, реагируют на водород гораздо активнее, чем литые аналоги. В Томском политехническом университете сравнили два образца Ti-6Al-4V: один напечатан методом электронно-лучевого сплавления из проволоки, другой изготовлен традиционным литьем из горячекатаной пластины. Оба нагрели до 450 °C и подвергли наводороживанию в водородной среде при давлении 1 атм в течение часа, фиксируя изменения с помощью рентгеновского дифрактометра в режиме in situ.
Литой сплав почти не поглощал водород — 0,03% по массе, структура оставалась стабильной. Напечатанный образец впитал 3,4% водорода и начал трансформацию. Особая микроструктура аддитивного материала ускоряла диффузию водорода, что вызывало появление метастабильных фаз, включая нестехиометрические гидриды, которых нет в литых сплавах. Длительное воздействие водорода привело к формированию β-фазы титана и стабильного гидрида, что влияет на прочность и долговечность материала.
Метод in situ позволил наблюдать процесс по минутам, чтобы фиксировать фазовые превращения и их динамику. Для промышленности это важно — детали, работающие в водородных средах, могут охрупчиваться, а точное понимание поведения материала помогает снижать риски отказов.
Титановые сплавы широко применяются в авиации, медицине и машиностроении. Аддитивное производство позволяет создавать сложные детали, недоступные традиционным методам, но новые свойства требуют внимательного подхода к постобработке и эксплуатации. Реальные наблюдения за фазовыми превращениями помогают прогнозировать поведение таких материалов и повышают надежность конструкций.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что композитная металлическая пена оказалась прочнее стали.
