一种新型抗缺陷3D打印钴镍基高温合金(2)

时间：2020-10-24 22:29 来源：3D科学谷作者：中国3D打印网阅读：次

为了评估增材制造条件下的溶质偏析，研究团队通过电子探针显微分析（EPMA）沿XY平面研究了EBM和SLM合金。通过在图2b和c所示区域的中心在100××100μm的区域上收集20××20点组成数据的网格，收集了凝固过程各个阶段的合金成分统计数据。

微观结构演变

图4 后处理前后的EBM微结构演变。来源：nature.com

EBM中使用的高预热温度（1000°C）降低了凝固过程中产生的热应力，单个晶粒内存在低取向梯度（图 1 g和图4 f）。

图5 后处理前后的SLM微结构演变。来源：nature.com

在SLM（200°C）期间使用的有限预热不会促进在增材制造过程中相的形成和变粗，就像在EBM中一样。现有熔池在图5a中可见，柱状晶粒从熔池的底部沿构建方向生长，晶粒从熔池的壁向激光轨道中心线横向生长，并且有限数量的孔隙率。在图中所示的最终的构建层下方不同深度BSE显微照片 5 B至E显示了整个构建的蜂窝状的微结构存在。

打印后合金的机械性能测试

表2 室温拉伸试验结果。来源：nature.com

研究团队在SLM和EBM印刷材料上均进行了室温准静态拉伸测试。

图6 室温下EBM和SLM SB-CoNi-10 合金材料拉伸测试。来源：nature.com

研究团队最终得出研究结论，钴镍基超级合金SB-CoNi-10已使用EBM和SLM两种粉末床金属3D打印技术成功的进行了增材制造。3D打印微结构的成分图显示，有利的溶质分配与良好的γ’-固溶温度相结合，可以抑制在EBM和SLM工艺中遇到的凝固条件范围内的开裂。

与传统的加工路线相比，增材制造过程中的高热梯度和冷却速率可显著改善固化后的结构，从而减少了固溶热处理所需的时间。该合金可通过标准的后处理和热处理进行加工，其中会沉淀出高体积分数的γ’相的精细分散体。拉伸测试表明，与其他由EBM和SLM制造的高γ’体积分数的镍基高温合金相比，由于新型钴镍基高温合金在增材制造过程中形成缺陷的可能性低，因此它们具有出色的延展性和较高的抗拉强度极限。

(责任编辑：admin)

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