透过NASA开发的氧化物弥散强化中熵合金，看3D打印高温合金发展

      随着金属3D打印日趋受到重视，可打印的金属合金材料也在不断的获得研发领域的突破。化工厂、油井及气井开采设备等的部件通常曝露在强腐蚀性气体中，为了确保操作中的安全性，这就要求这些部件具备高强度和耐腐蚀性，高熵合金在其中扮演了重要的角色。

       以往的中/高熵合金是通过铸造出来的，然而，铸造时容易出现成分偏差现象。并且硬度很高，难以进行后期的机械加工。3D打印在中/高熵合金的制备方面提供了一条曲径通幽的解决办法。为高温应用量身定制的3D打印合金，NASA开发了氧化物弥散强化介质中熵合金 (LEW-TOPS-151)

© NASA

耐腐蚀、耐高温

根据3D科学谷，当今和未来的发电和交通领域的大量领先技术都依赖于安全高效地使用高温材料。到目前为止，用于在恶劣环境中运行的组件的材料非常昂贵且难以加工。3D打印-增材制造提供了新的材料设计策略和处理方式，这些可能性帮助克服这些材料难以加工的缺点。氧化物弥散强化 合金(ODS)允许在极端侵蚀、高温腐蚀和热疲劳负载条件下运行。

ODS氧化物弥散强化中熵合金的应用

© 3D科学谷白皮书

 极端温度下的稳定表现

美国宇航局NASA格伦研究中心的创新者为增材制造 (AM) 技术量身定制开发了一种新的氧化物弥散强化中熵合金 (ODS-MEA)。这种ODS 合金的纳米级陶瓷颗粒分布在金属中。

根据3D科学谷的了解，最初这种合金是为了提高极端温度下的机械性能（例如，抗蠕变性、拉伸强度、微观结构完整性）而开发的。这种合金在燃气轮机、火箭发动机、核反应堆和其他高温应用的金属部件中显示出应用前景。然而，生产此类合金的传统机械合金化工艺效率极低、耗时且成本高，而3D打印开辟了一条成就这种合金的捷径。

NASA 的 ODS-MEA 材料通过选区激光熔化L-PBF金属3D打印技术进行加工。该合金可以制造成复杂的几何形状，并且可以抵抗应力开裂和树枝状偏析。

(a) 示意图展示了使用新型氧化物涂层粉末原料将纳米级氧化钇颗粒掺入 AM增材制造部件中；(b) SEM 显微照片显示氧化物在 AM 组分中的分散；(c) 化学图证实 (b) 中所示的暗颗粒是纳米级氧化钇分散体。

（采编：www.znzbw.cn）