本发明总体上涉及合金材料,更具体地涉及可3d打印合金。
背景技术:
1、三维(3d)打印,也称为增材制造(am),为更有效地建造例如汽车、飞机、船只、摩托车、公共汽车、火车等结构提供了新的机会。事实证明,将am工艺应用于生产这些产品的行业可以生产出结构上高效的运输结构。例如,使用3d打印部件生产的汽车可以变得更坚固、更轻,从而使燃料更高效。此外,am使制造商能够3d打印比通过传统铸造、锻造和机械加工技术制造的零件更复杂且具有更先进特性和能力的零件。
2、尽管最近取得了这些进展,但在am技术的实际应用方面仍然存在许多障碍。例如,许多现有的合金可以被铸造或模制以产生相对无缺陷的结构,但是当3d打印时,这些合金显示出裂纹和/或其他缺陷。当在某些应用中需要具有特定强度和/或延展性的部件时,制造商可能降级成使用传统的铸造、锻造和机械加工技术来制造部件,因为使用现有合金来3d打印部件会导致部件过弱或过脆。
技术实现思路
1、下文将参照3d打印技术更全面地描述可3d打印金属合金的几个方面和特征。
2、根据本公开的一个方面的设备包括合金。根据本公开的一个方面的合金可以包含铝(al)、镁(mg)和钛(ti),其中所述合金的弹性模量为至少68吉帕斯卡(gpa)。
3、这样的合金可以进一步任选地包括:具有至少195摄氏度(℃)的熔点,暴露于大于合金熔点的30%的工作温度,合金中mg的量小于或等于合金的约18重量%,合金中ti的量小于或等于合金的约15重量%。
4、这样的合金可以进一步任选地包括至少一种溶质,所述至少一种溶质是铍(be)、铬(cr)、钼(mo)、钌(ru)、锰(mn)、硅(si)、铈(ce)、钇(y)和锆(zr)中的一种或多种。
5、所述至少一种溶质可以包括be、cr、mo、ru和mn中的一种或多种,并且所述合金中所述至少一种溶质的量小于或等于合金的约50重量%,所述至少一种溶质可以包括比例小于或等于合金的约12重量%的be,并且所述至少一种溶质还可以包括si、ce和zr中的一种或多种,其总比例小于或等于合金的约12重量%。
6、所述至少一种溶质可以进一步包括比例小于或等于合金重量的约12%的be、比例在合金的10重量%至25重量%之间的cr、比例小于或等于合金的约15重量%的mn、以及总比例小于或等于合金的约20重量%的mo和ru中的一种或多种。
7、所述至少一种溶质可包括比例小于或等于合金的约25重量%的ce,所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约40重量%的ru,并且所述至少一种溶质还包括总比例小于或等于合金的约15重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
8、至少一种溶质可以包括si、ce、y和zr中的一种或多种,并且所述至少一种溶质的量小于或等于合金的约50重量%。
9、所述至少一种溶质可包括比例小于或等于合金的3重量%的y,并且所述至少一种溶质还包括总比例小于或等于合金的约3重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
10、根据本公开的一个方面的合金可以包含钛(ti)、镁(mg)和铝(al),其中所述合金的弹性模量为至少100吉帕斯卡(gpa)。
11、这样的合金可以进一步任选地包括:所述合金具有至少575摄氏度(℃)的熔点,所述合金暴露于大于合金熔点的30%的工作温度,合金中mg的量小于或等于合金的约10重量%,并且可以进一步包括至少一种溶质。
12、这样的合金可以进一步任选地包括至少一种溶质,所述至少一种溶质是铍(be)、铬(cr)、钼(mo)、钌(ru)、锰(mn)、硅(si)、铈(ce)、钇(y)和锆(zr)中的一种或多种。
13、所述至少一种溶质可包括比例小于或等于合金的约5重量%的y,并且所述至少一种溶质还包括总比例小于或等于合金的约5重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
14、所述至少一种溶质可以包括比例小于或等于合金的约5重量%的be、比例在合金的20重量%至50重量%之间的cr、比例在合金的约3重量%至20重量%之间的mn、以及总比例在合金的约3重量%至20重量%之间的mo和ru中的一种或多种。
15、所述至少一种溶质可包括比例在合金的约20重量%至50重量%之间的cr,比例小于或等于合金的约10重量%的ru,并且所述至少一种溶质还包括总比例小于或等于合金的约5重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
16、所述至少一种溶质可包括比例在合金的约20重量%至50重量%之间的y,并且所述至少一种溶质还包括总比例在合金的约4重量%至5重量%之间的si、ce和zr中的一种或多种。
17、应当理解,根据以下具体实施方式,可打印合金的其他方面对本领域技术人员来说将变得显而易见,其中仅通过说明的方式示出和描述了几个实施方案。如本领域技术人员将理解的,本公开的原理可以在不脱离本公开范围的情况下用其他实施方案来实现。因此,附图和具体实施方式应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。
1.一种合金,其包含:
2.根据权利要求1所述的合金,其中所述合金的熔点为至少195摄氏度(℃)。
3.根据权利要求2所述的合金,其中所述合金暴露于大于所述合金熔点30%的工作温度。
4.根据权利要求1所述的合金,其中所述合金中mg的量小于或等于合金的约18重量%。
5.根据权利要求1所述的合金,其中所述合金中ti的量小于或等于合金的约15重量%。
6.根据权利要求1所述的合金,其进一步包含至少一种溶质。
7.根据权利要求6所述的合金,其中所述至少一种溶质是铍(be)、铬(cr)、钼(mo)、钌(ru)、锰(mn)、硅(si)、铈(ce)、钇(y)和锆(zr)中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的合金,其中所述至少一种溶质是be、cr、mo、ru和mn中的一种或多种,并且合金中所述至少一种溶质的量小于或等于合金的约50重量%。
9.根据权利要求7所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约12重量%的be,并且所述至少一种溶质进一步包括总比例小于或等于合金的约12重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的合金,其中所述至少一种溶质进一步包括比例小于或等于合金的约12重量%的be、比例在合金的10重量%至25重量%之间的cr、比例小于或等于合金的约15重量%的mn、以及总比例小于或等于合金的约20重量%的mo和ru中的一种或多种。
11.根据权利要求7所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约25重量%的ce,所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约40重量%的ru,并且所述至少一种溶质进一步包括总比例小于或等于合金的约15重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
12.根据权利要求7所述的合金,其中所述至少一种溶质是si、ce、y和zr中的一种或多种,并且所述至少一种溶质的量小于或等于合金的约50重量%。
13.根据权利要求8所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约3重量%的yb,并且所述至少一种溶质进一步包括总比例小于或等于合金的约3重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
14.一种合金,其包含:
15.根据权利要求14所述的合金,其中所述合金的熔点为至少195摄氏度(℃)。
16.根据权利要求15所述的合金,其中所述合金暴露于大于所述合金熔点的30%的工作温度。
17.根据权利要求16所述的合金,其中所述合金中mg的量小于或等于合金的10重量%。
18.根据权利要求14所述的合金,其进一步包含至少一种溶质。
19.根据权利要求18所述的合金,其中所述至少一种溶质是铍(be)、铬(cr)、钼(mo)、钌(ru)、锰(mn)、硅(si)、铈(ce)、钇(y)和锆(zr)中的一种或多种。
20.根据权利要求19所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约5重量%的be,并且所述至少一种溶质进一步包括总比例小于或等于合金的约5重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
21.根据权利要求19所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例小于或等于合金的约5重量%的be、比例在合金的20重量%至50重量%之间的cr、比例在合金的约3重量%至20重量%之间的mn、以及总比例在合金的约3重量%至20重量%之间的mo和ru中的一种或多种。
22.根据权利要求19所述的合金,其中所述至少一种溶质可包括比例在合金的约20重量%至50重量%之间的cr,比例小于或等于合金的约10重量%的ru,并且所述至少一种溶质还包括总比例小于或等于合金的约5重量%的si、ce和zr中的一种或多种。
23.根据权利要求19所述的合金,其中所述至少一种溶质包括比例在合金的约20重量%至50重量%之间的y,并且所述至少一种溶质还包括总比例在合金的约4重量%至5重量%之间的si、ce和zr中的一种或多种。