增材制造高溫合金的原理

固溶強(qiáng)化原理，抗氧化原理1根據(jù)查詢中國鋼材網(wǎng)顯示，固溶強(qiáng)化原理，通過增加合金元素，分散到母體金屬中，形成固溶體，并在晶界處形成第二相粒子2抗氧化原理指在高溫氧化環(huán)境下，高溫合金會(huì)形成一層致密的氧化皮，阻止進(jìn)一步的氧化反應(yīng)，保護(hù)基體不被氧化破壞。

1鑄造冶金工藝目前各種先進(jìn)鑄件制造技術(shù)和加工設(shè)備在不斷開發(fā)和完善，如熱控凝固細(xì)晶工藝激光成形修復(fù)技術(shù)耐磨鑄件鑄造技術(shù)等，原有技術(shù)水平不斷提高完善從而提高各種高溫合金鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和可靠性不含或少含鋁鈦的高溫合金，一般采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐冶煉含鋁鈦高的高溫合金如。

實(shí)現(xiàn)定向結(jié)晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件此外，為了消除全部晶界，還需研究單晶葉片的制造工藝粉末冶金工藝，主要用以生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性綜合處理高溫合。

對(duì)于鎳合金鈦合金以及鈷合金等高溫合金來說，耐高溫的特性直接提高了加工難度銅在加工時(shí)的重切削力和產(chǎn)生的高溫共同作用下，使刀具產(chǎn)生碎片或變形，進(jìn)而導(dǎo)致刀具斷裂此外，大多數(shù)此類合金都會(huì)迅速產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象工件在加工時(shí)產(chǎn)生的硬化表面會(huì)導(dǎo)致刀具切削刃在切深處產(chǎn)生缺口，并使工件產(chǎn)生不良應(yīng)力，破壞加工零件的幾。

變形高溫合金主要為航天航空核能石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件餅材環(huán)件棒材板材管材帶材和絲材二鑄造高溫合金 鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金其主要特點(diǎn)是1 具有更寬的成分范圍 由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設(shè)計(jì)可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。

3D打印，是根據(jù)所設(shè)計(jì)的3D模型，通過3D打印設(shè)備逐層增加材料來制造三維產(chǎn)品的技術(shù)這種逐層堆積成形技術(shù)又被稱作增材制造3D打印綜合了數(shù)字建模技術(shù)機(jī)電控制技術(shù)信息技術(shù)材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù) 3D打印制造技術(shù)主要由3個(gè)關(guān)鍵要素組成。

國外學(xué)者針對(duì) Ti6Al4V 合金的 LDMD 技術(shù)進(jìn)行了深入研究，揭示了工藝參數(shù)和增材制造組織力學(xué)性能之間的聯(lián)系，闡明了工藝調(diào)整和熱等靜壓對(duì)組織性能的調(diào)整作用 13，17~19LDMD 技術(shù)為材料顯微組織控制提供了較大的自由度通過調(diào)節(jié)鎳基高溫合金 LDMD 形核與生長條件得到了符合預(yù)期的單晶與多晶組織 9。

高溫合金625 應(yīng)用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件宇航結(jié)構(gòu)部件和化工設(shè)備等inconel625鎳基高溫合金NS336NS3306GH3625GH625中國 NC22DNb法國 NiCr22Mo9Nb鎳基合金德國，美國Inconel625UNS N06625GH625鎳基高溫合金 GH625特性及應(yīng)用領(lǐng)域概述該合金是以鉬鈮為主要強(qiáng)化。

鎳基高溫合金按強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化型合金和沉淀強(qiáng)化型合金固溶強(qiáng)化型合金具有一定的高溫強(qiáng)度，良好的抗yang化，抗熱腐蝕，抗冷熱疲勞性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作溫度較高承受應(yīng)力不大每平方毫米幾公斤力的部件，如燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室 沉淀強(qiáng)化型合金通常綜合采用固溶強(qiáng)化沉淀。

總的來說，這項(xiàng)研究揭示了LPBF制造的IN738LC合金在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程中的復(fù)雜行為，以及如何通過精確的工藝參數(shù)控制，如拉伸速率，來達(dá)到最佳的柱狀晶粒結(jié)構(gòu)和功能梯度性能這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解和優(yōu)化高溫合金的3D打印工藝，提升其在極端環(huán)境下的應(yīng)用性能具有重要意義。

高溫合金通常含有活潑元素，并且由于粉末顆粒的冷態(tài)不可壓縮性，合金在整個(gè)粉末冶金制造過程中都必須始終在真空或惰性氣體保護(hù)之下，而且必須采用熱態(tài)成形工藝為了適應(yīng)粉末冶金高溫合金的發(fā)展，一系列先進(jìn)的粉末冶金技術(shù)，如真空或惰性氣體霧化法真空旋轉(zhuǎn)電極法真空電子束旋轉(zhuǎn)電極法等制粉技術(shù)，以及熱等。

高溫合金鋼鍛造是一種特殊的金屬加工工藝，用于制造抗高溫耐腐蝕和高強(qiáng)度要求的零部件以下是高溫合金鋼鍛造工藝的幾個(gè)主要特點(diǎn)高鍛造溫度與傳統(tǒng)的碳鋼鍛造相比，高溫合金鋼鍛造需要在更高的溫度下進(jìn)行通常，鍛造溫度要在高于合金的再結(jié)晶溫度，以確保合金具有足夠的可塑性和流動(dòng)性這也有助于。

1中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心研究和開發(fā)航空航天系統(tǒng)的氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)和測(cè)試等方面的技術(shù)2北京航空材料研究院研究先進(jìn)材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括金屬材料復(fù)合材料高溫合金等3北京航空制造工程研究所研究和開發(fā)航空制造工藝裝備和自動(dòng)化技術(shù)，包括數(shù)字化制造增材制造等4北京。

圖6顯示了GE公司依托西北工業(yè)大學(xué)LSF技術(shù)所制造的GE90發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料寬弦風(fēng)扇葉片鈦合金進(jìn)氣邊和高溫合金機(jī)匣其中，鈦合金進(jìn)氣邊長1000mm，壁厚08~12mm，最終加工變形僅012mm，通過了GE公司的測(cè)試圖7所示為GE公司預(yù)計(jì)可在航空發(fā)動(dòng)機(jī)各部位應(yīng)用金屬直接增材制造零部件的示意圖GE公司預(yù)計(jì)采用金屬直接增材制造的零件。

汽車模具能源和醫(yī)療保健等行業(yè)領(lǐng)域6鉑力特鉑力特股份成立于2011年，是中國領(lǐng)先的金屬增材制造技術(shù)全套解決方案提供商，為用戶提供全方位的金屬增材制造與再制造技術(shù)解決方案，包括設(shè)備打印服務(wù)原材料技術(shù)服務(wù)等公司擁有各種金屬增材制造設(shè)備100余套，可成形材料涵蓋鈦合金高溫合金。

這類合金固溶處理后的組織為奧氏體，故塑性好，可以冷壓成形由于含碳量少，故焊接性亦好這類合金主要用來制作形狀復(fù)雜冷壓成型受力不大，但要求抗氧化能力較高的高溫零件，其中最典型的零件是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室GH1015用途用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和加力筒件等板材結(jié)構(gòu)和其他高溫部件適用于。