3D打印技术的优缺点：3D打印HEA高熵合金：微观结构和性能综述（一）
高熵合金 (HEAs) 是一种很有前途的多组分合金，具有新颖的微观结构和优异的性能的独特组合。然而，通过传统方法制造 HEA 仍然存在一定的局限性。3D打印-增材制造的 HEA 具有优化的微观结构和改进的性能，近年来增材制造 (AM) 技术在生产 HEA 中的应用呈显着增长趋势。
发表在《Materials&Design》上的论文《Additive manufactured high entropy alloys: A review of the microstructure and properties》总结了迄今为止报道的增材制造 HEA 的微观结构特征、机械性能和一些功能性能，提供了对该研究领域的基本了解。
本系列谷.专栏，3D科学谷将与谷友共同来领略该论文分享的内容，内容包括四大部分，第一部分简要回顾了AM-增材制造技术在开发HEA方面的特点，第二部分关于微观结构，包括相对密度、残余应力、晶粒结构、织构和位错网络、元素分布、析出物以及后处理对微观结构演变的影响，第三部分是机械性能，包括硬度、拉伸性能、压缩性能、低温和高温性能、疲劳性能、蠕变行为、后处理效果和强化机制分析。最后第四部分讨论了增材制造的 HEA 的新兴功能特性，即耐腐蚀性、氧化行为、磁性以及储氢性能。
3D打印HEA合金
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新技术“赋能”新材料开发
HEA高熵合金最初被定义为包含五种以上主要元素的合金，每种元素的浓度在 5% 和 35% 之间。最近，HEA 的概念已扩展到具有四种主要元素的合金。HEA 背后的基本机制是通过焓和熵之间的平衡来最小化吉布斯自由能。
高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨、耐高温、抗辐射以及软磁性等等优点，都是高熵合金得以被市场认可的原因所在。尤其是在高温、高压、高速等极限环境下，高熵合金制造成的金属零部件可以维持较好的力学性能。此外在恶劣的气候环境、腐蚀性溶液、强动态载荷条件下，高熵合金的性能都表现极为优异。由此高熵合金在海洋工程、核工业、发动机工业、硬质刀具工业都有着广泛应用空间。
多组分HEA高熵合金通常是通过传统的感应熔炼或真空电弧熔炼然后浇铸生产的，这需要反复重熔以实现化学均匀性。在 10–20 K·s-1 的冷却速率下，传统铸造在 HEA 的制造过程中通常会导致明显的相分离，其中通常需要后处理工艺来进一步调整微观结构以获得所需的性能。此外，通过传统制造路线生产均质块状合金所需的内在复杂性方面的控制能力仍然充满挑战。因此，迫切需要开发有效和高效的技术来制造这种新型合金，而3D打印-增材制造 (AM) 方法可以产生快速冷却和凝固速率，并能够成就零件复杂的几何形状以及高自由度的设计，这为HEA高熵合金这种高性能工程材料的生产带来了巨大潜力。
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