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常州精密鋼管博客網

一種3D打印的高強度、抗缺陷高溫合金！《Nature》子刊

2023年11月23日 仁成精密鋼管廠1333???3??? 鋼鐵知識 百度已收錄 № 12853
增材制造有望實現高經濟價值金屬材料生產的重大轉變，使具有創新、復雜的設計和最小的材料浪費成為可能。最大的挑戰是合金設計，既要與獨特的添加劑處理條件兼容，又要保證材料性能足以應對能源、空間和核應用等具有挑戰性的環境。


近日，來自美國加州大學圣巴巴拉分校的Tresa M. Pollock等研究者，報道了一類高強度、抗缺陷的3D打印高溫合金，成分主要是含有大約相等的Co和Ni，以及Al、Cr、Ta和W。在打印和后期加工時具有超過1.1 GPa的強度，在室溫下拉伸延性大于13%。相關論文以題為“A defect-resistant Co–Ni superalloy for 3D printing”發表在NatureCommunications上。

論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-18775-0


基于金屬的增材制造(AM)，或三維打印(3D)，能夠以優化的幾何形狀制造接近凈形狀的金屬部件，這是傳統制造技術無法實現的。由于設計靈活性的提高，人們對將3D打印方法應用于生物醫學、汽車和航空航天的商用合金產生了濃厚的興趣。然而，只有有限數量的現有合金能夠適應金屬基體AM過程中出現的復雜熱條件，即通過激光或電子束能量源對金屬粉末進行局部熔化來實現組件的逐層生長。

由于鎳基高溫合金在高溫下具有優異的機械性能，因此它們是制造結構部件的首選材料，如用于飛機發動機和陸地天然氣渦輪高溫部分的單晶(SX)渦輪葉片和葉片。這些合金由高體積分數(>0.6)亞微米尺寸的立方型析出相γ′(Ni3(Al,Ti)，L12)組成，這些析出相與固溶強化基體相一致，或γ相(Ni, A1)。然而，許多性能最好的鎳基高溫合金被發現是不可焊的，這是由于凝固后不久的凝固相γ′快速沉淀，增強了附近凝固的材料，阻礙了熱應力的松弛，導致應變時效開裂。

當液相γ凝固時，通過γ′排斥形成液相的元素，如鋁、鈦和Ta，使液相局部富集。這種溶質分離降低了局部液相線的溫度，在固體枝晶之間形成了富含溶液的液體薄膜，在冷卻過程中，固體枝晶在熔體池中以不同的速率收縮，導致拉應力和開裂。在給定溫度下，通過改變合金成分，控制液相成分和組分，可以影響裂紋敏感性。原則上，溶質的分離和沉淀過程可以被整體成分的變化所改變。

高性能工程合金的開裂敏感性，包括高容積率γ′鎳基高溫合金，高強度鋁合金和耐火合金，成為了這些合金用于增材制造的主要障礙。對于在較低溫度下工作的合金，如高強度鋁合金，通過對粉末表面功能化來控制熔池中的晶粒形核可以減輕裂紋問題。然而，這導致晶粒尺寸小，不宜高溫操作。因此，AM需要創新的合金設計，尤其是在更惡劣的環境下。

本文中，研究者提出了一種可以通過選擇性激光熔煉(SLM)和電子束熔煉(EBM)兩種制造途徑加工的CoNi-基高溫合金，盡管存在高體積分數的理想“熔化”相γ′，但仍可產生無裂紋的部件。在凝固過程中，較低的溶質偏析降低了裂紋敏感性，而一旦凝固完成，降低的液相γ′-“溶解”溫度減輕了開裂。室溫拉伸試驗表明，與目前正在研究的其他鎳基高溫合金相比，CoNi-基高溫合金具有優良的延性和強度組合。

圖1 利用EBM和SLM增材制造CoNi-基高溫合金

圖2 在布里奇曼澆鑄、EBM和SLM后的打印化學分離

圖3 定量EPMA的地圖

圖4 EBM在后處理前后的微觀結構演變

圖5 后處理前后SLM的微觀結構演變

圖6 SB-CoNi-10在室溫下EBM和SLM的拉伸試驗

圖7 EBM事后拉伸標本的EBSD

綜上所述，研究者最近開發的CoNi-基高溫合金SB-CoNi-10，已經成功地使用EBM和SLM進行了打印。打印的微觀結構顯示，在EBM和SLM凝固過程中，良好的溶質分配與良好的γ′-“溶解”溫度相結合，可以抑制開裂。對CoNi-基高溫合金成分進一步研究，對今后的AM應用具有廣闊的前景。新興的高通量實驗和計算工具現在能夠快速探索多維成分空間，以發現AM所需的合金。
（文：水生）

本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。


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2020年11月26日 0:18 醉卧西厢的幽梦 [湖北省潜江市网友]

帝森克虏伯和你们有合作吗，他们的采购说让我们问你们定购精密钢管16*5.

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2020年11月26日 0:01 [山东省平阴县网友]

请问怎么问你们定购钢管？

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2020年11月25日 23:25 廊坊滩 [福建省宁德市网友]

请问你们美标管做吗？

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2020年11月25日 22:43 松舞龙心 [辽宁省清原满族自治县网友]

你们常州做钢管就是专业，比聊城的那些骗子专业多了。

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2020年11月25日 21:46 疯人愿 [河北省开平区网友]

想问您一下，德国钢号 ST37是什么钢管的钢号？你们可以做吗？

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2020年11月25日 21:14 [河北省涿鹿县网友]

SAE5120 你们可不可以做？加我QQ 8496732146 详细的聊一下。

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2020年11月25日 20:59 悬梁刺股 [江苏省丰县网友]

请问，你们欧标管做吗？

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2020年11月25日 20:16 [安徽省八公山区网友]

专业，专业，专业！重要的事情说3遍！

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2020年11月25日 20:12 春雪 [新疆维吾尔自治区巩留县网友]

专业的厂家！

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2020年11月25日 18:31 恰海风吹过脸颊 [河南省商丘市网友]

品质保证，质量第一。

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2020年11月25日 18:18 花雨黯 [浙江省海盐县网友]

请问你们汽车配件都做什么规格的？

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2020年11月25日 18:16 [辽宁省黑山县网友]

你们钢管的钢管厂那么多，像您这个厂这么专业的还真不多。

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2020年11月25日 16:50 [广东省蓬江区网友]

ST44 你们可以做吗？加我QQ784568646 详聊。

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2020年11月25日 16:43 未了情 [广东省雷州市网友]

你们公司是不是叫 常州仁成钢管厂？

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2020年11月25日 15:59 月晓新城 [湖南省市辖区网友]

请问你们德标管做吗？

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2020年11月25日 15:48 逝然陌 [海南省琼海市网友]

你们厂在哪里？专的的吗！

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2020年11月25日 13:57 日积月累 [江西省市辖区网友]

你好，我是上汽的，你们和管子可以进我们的供应商，请打我的电话:021-898954165 姓 葛。

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2020年11月25日 13:55 想念你的泪 [新疆维吾尔自治区博乐市网友]

请问您 有EN10305的标准下载吗？发一个到我邮箱，邮箱已经留言到你微信了。

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2020年11月25日 11:25 淡忘如思 [吉林省汪清县网友]

请问你们精密管都有哪些规格？

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2020年11月25日 11:09 没心跳 [湖北省市辖区网友]

A106 可以生产不？

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2020年11月25日 10:03 [内蒙古自治区西乌珠穆沁旗网友]

EN10305-4 E235 14*1 可以生产吗？

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2020年11月25日 8:38 飘零落雨 [吉林省龙潭区网友]

请问，你们减震器钢管做吗？什么价格？

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2020年11月25日 8:07 [黑龙江省松北区网友]

请问 你们的钢管出口吗？

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2020年11月25日 6:22 [湖北省公安县网友]

一直关注你们常州精密钢管博客，天天来逛的，看看有没有什么干货。

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2020年11月25日 6:00 白天的笑意 [甘肃省庆阳市网友]

你们的微信公众号是不是steeltuber?

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2020年11月25日 5:16 [重庆市江北区网友]

你们的钢管怎么卖

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2020年11月25日 5:09 [湖南省醴陵市网友]

请问，你的管件都做哪些规格？

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2020年11月25日 3:29 淡忘如思

请问，你们今天12*1的钢管什么价格？

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2020年11月25日 2:06 沫伊 [四川省苍溪县网友]

请问你们的钢管一搬交货期要多少天？

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2020年11月25日 1:40 留君醉 [甘肃省甘谷县网友]

直线度是什么？

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