Sinergija snage i duktilnosti legura s visokom entropijom pomoću napredne naknadne obrade
31.07.2026
Istraživači s Univerziteta Džiangsu u Kini razvili su inovativnu metodu za poboljšanje mehaničkih svojstava legura visoke entropije (HEA) napravljenih aditivnom proizvodnjom metalnih proizvoda. Iako tehnologija spajanja praha laserskim snopom (PBF-LB), poznatom i kao selektivno lasersko topljenje, predstavlja efikasan put za proizvodnju komponenti visokih performansi, finalni proizvodi se često suočavaju s nepovoljnim mikrostrukturama i temperaturnim rezidualnim naponima. Ova svojstva imaju negativan uticaj na konačnu čvrstoću i upotrebljivost materijala, zbog čega je razvijena strategija naknadne obrade koja kombinuje duboko pothlađivanje (DCT) i lasersko kaljenje površinskim udarnim talasom (LSP).
Šematski prikaz procesa proizvodnje legure visoke entropije Fe50Mn30Co10Cr10, koji sledi u nizu: spajanje praha na podlogu laserskim snopom (LPBF), duboko pothlađivanje i lasersko kaljenje površinskim udarnim talasom. Napredna naknadna obrada omogućava transformaciju zateznih rezidualnih napona u korisne kompresione napone, što znatno poboljšava mehanički integritet aditivno proizvedenih metalnih komponenti.
Koristeći ovu kombinovanu proceduru, naučnici su stvorili gradijentnu heterogenu strukturu na površini uzoraka, koja uključuje postepene promene u veličini zrna, osobinama martenzitne faze i gustini dislokacije. Ključno dostignuće istraživanja je potpuna transformacija početnih zateznih rezidualnih napona na površini u kompresivna naprezanja koja su dostigla vrhunac na -289 MPa, dok je istovremeno površinska mikrotvrdoća povećana na maksimalno 380,8 HV. Takve strukturne modifikacije direktno se bave problemom neujednačenog kvaliteta, što je karakteristično za materijale u stanju odmah nakon izrade.
Izuzetan odnos čvrstoće i duktilnosti materijala zasniva se na višeslojnim mehanizmima kaljenja, među kojima se izdvajaju kaljenje zbog heterogene deformacije (HDI), plastičnost izazvana transformacijom (TRIP) i dvostruko indukovana plastičnost (TWIP). Autori istraživanja naglašavaju da ovaj rad pruža praktičan put i dragocene naučne uvide u dizajn mikrostruktura za poboljšanje mehaničkog ponašanja metastabilnih legura visoke entropije. Ovo otvara novu mogućnost za industrijsku upotrebu ovih naprednih materijala u zahtevnim inženjerskim aplikacijama, gde visoke performanse i pouzdanost imaju ključni značaj.