宾夕法尼亚州立大学的研究员证明了3D打印高温合金的优越性

时间：2018-12-13 22:26 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网12月13日讯，宾夕法尼亚州立大学的一位研究人员证明，3D打印的超级合金在常规加工的超合金中没有表现出不良特性。超合金是能够承受极端应力，高温和高氧化环境的合金。它们在飞机发动机，燃气和蒸汽涡轮机以及核反应堆系统的热交换器中非常有用。
宾夕法尼亚州立大学的研究员证明了3D打印高温合金的优越性

最受欢迎的高温合金之一是镍基铬镍铁合金。与所有合金一样，铬镍铁合金易受动态应变时效（DSA）或高温下高应变率引起的应力 - 应变曲线中的锯齿的影响。许多不利的机械性能与DSA有关，包括低周疲劳寿命的降低和延展性的损失。基本上，当超级合金在600°+环境中承受很大的应变时会失去一些超强度。
引起DSA易感性的机制尚不完全清楚，但人们认为这个问题与“溶质气体在基质中移动通过基质和第二相之间的相互作用有关。”不要感到不舒服。你不明白，因为这种冶金水平实际上是火箭科学。重要的是，宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系助理教授艾莉森·比斯在指导研究时理解这一点。
“我们在高温下看到了传统加工的铬镍铁合金 625中特有的锯齿状应力曲线，当材料上下变形时，流动应力会上下振荡，”比斯说。 “这不是材料的理想行为，因为它可能导致早期破损和不可预测的行为。”
宾夕法尼亚州立大学的研究员证明了3D打印高温合金的优越性

对于该研究，从3D打印的铬镍铁合金625样品和常规加工的铬镍铁合金625板中提取圆柱形样品，然后在室温，600℃和700℃下进行单轴压缩测试。 3D打印样品使用基于激光的定向能量沉积（DED）生产。Beese说。 “我们想要了解这有助于我们在这两种形式的铬镍铁合金625之间看到的宏观行为的差异，这两种形式具有相同的元素组成，但是以不同的方式制造。我们能够开发出对DSA起源的中观理解，这在以前是缺失的。“

结果证明，不仅在于更好地理解导致DSA的潜在机制方面，而且在于它与添加制造材料和常规制造材料之间的微观差异有关。由于更精细分散的颗粒和更理想的晶体结构，3D打印的铬镍铁合金在高达700°的温度下没有显示出动态应变时效的迹象，而常规的铬镍铁合金在600°时显示出动态应变时效。铬镍铁合金和其他超级合金由于其独特的硬度而特别难以加工且成本高，因此通过3D打印减少加工量极大地提高了使用超合金制造部件的效率。

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