ARCI采用3D打印技术将不锈钢与因科镍合金融合,界面强度超越本体材料

频道:新材料 日期: 浏览:6

2026年7月6日,印度国际粉末冶金和新材料先进研究中心(ARCI)研究人员通过激光粉末床熔融(PBF-LB/M)增材制造技术,将不锈钢和镍基高温合金连接起来,构建了一种无裂纹的双金属结构。

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3D打印将因科镍和不锈钢焊在一起
       燃气轮机部件的不同区域可能经受接近2000摄氏度的温差:靠近燃烧室的一面承受极端高温,远端温度低得多。理想方案是用因科镍合金做热端、用不锈钢做冷端,但两种材料的化学成分、熔点和热膨胀系数差异很大,传统焊接在接缝处经常出现凝固裂纹、气孔和脆性相。

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        ARCI的解决思路是不焊接,采用PBF-LB/M把SS316L粉末直接沉积到经表面研磨的IN718基板上,逐层熔融成形。这样一来,连接界面在打印过程中同步形成,避免了传统焊接的冷却收缩裂纹问题。研究团队对双金属样品做了多项测试:显微硬度显示界面处硬度峰值约为310 HV;拉伸测试测得极限抗拉强度为550±30 MPa,断裂发生在较软的SS316L侧而非连接处,结果说明界面结合强度超过了不锈钢本身。

应用领域涵盖航空航天、核能和能源行业
       ARCI指出,核电站和超超临界燃煤电厂的锅炉管、换热器,以及石油天然气加工设备的管道系统,都是双金属结构的适用场景,这些部件同时需要耐腐蚀性和高温强度。在航空航天领域,双金属部件可以将钢制承重部分与耐热的因科镍合金部分结合,增材制造允许超合金仅放置在极端热暴露的位置。
      这项工艺的核心价值在于:昂贵的超合金可以只放在承受最高热负荷的区域,不需要铺满整个部件。对于依赖进口高温合金的国家来说,这意味着减少稀缺材料的使用量,降低对外部供应的依赖。

     来源:南极熊


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