重大技术突破!美国3D打印出抗 1315°C 高温无裂纹合金

 

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导语

 

 

近日,美研究人员开发并 3D 打印出了最轻的无裂纹合金,能够在超过1315°C的温度下运行而不熔化。

 

 

 

这一里程碑是由橡树岭国家实验室(ORNL)和国家能源技术实验室(NETL)的研究人员实现的。

 

这种合金有望使增材制造的涡轮叶片有效地应对极端温度,并减少飞机等燃气涡轮发动机的碳足迹。

 

 

高熔点和低密度

 

橡树岭国家实验室的萨凯特·萨普利雅尔(Saket Thapliyal)表示,此前还没有人能够开发并打印出具有如此高熔点和低密度且无裂纹的合金。

 

萨普利雅尔强调,虽然像钨这样的金属能够承受高温,但它们会给飞机增加太多重量。

 

“这很重要。我们正在制造一种更轻的材料,它能够在超高温下保持其结构完整性,”萨普利雅尔补充道。

 

两年前,橡树岭国家实验室的研究人员展示了一种由钴和镍制成的新型高温合金,在极端高温下无裂纹且抗缺陷。它也有利于在金属基 3D 打印应用中使用。

 

当时,研究人员对钴和镍类高温合金进行了处理,并证明它们在电子束和激光熔融 3D 打印过程中保持无裂纹。

 

研究人员还声称,这些金属材料被证明在制造方面具有成本效益,将它们用于增材制造过程可以实现创新、复杂的设计,同时材料浪费最小。

 

 

最新的无裂纹合金更高效

 

然而,最新的无裂纹合金比之前开发的更高效。

 

根据一份新闻稿,这一最新的重大进展是在一种富含铌的复杂浓缩合金中结合了七种元素,其熔点比橡树岭国家实验室之前开发的镍和钴高温合金至少高 48%。

 

据橡树岭国家实验室称,研究人员对电子束熔融工艺进行了微调,以打印这种新型合金的测试部件。

 

 

使用橡树岭国家实验室制造示范设施的 3D 打印机

 

橡树岭国家实验室制造示范设施的一台 3D 打印机被用于打印这种不同寻常的无裂纹合金。

 

此前,生产在极端高温下不开裂的合金一直是一个重大挑战。

 

研究人员曾声称,早期开发的合金也具有在恶劣环境中所需的材料性能,因为它们不仅成功地承受了高温,而且在拉伸时还保持了强度。

 

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