抗氧化|一种用于3D打印的新型铝成形高温合金（2）( 五 ) happytogether3|机械|3D打印|互联网

考虑到应用情况，必须将CM247LC与新成分进行直接比较。 CM247LC优越的蠕变性能归因于其更高的固溶体和填隙物含量，抑制了位错通过γ通道的迁移，这是以可加工性为代价的，因为C和B含量使其容易开裂[49
。尽管在加工过程中产生了裂纹，但它仍然保持了优异的蠕变性能，但由于这些裂纹对疲劳裂纹扩展速率的有害影响，这些裂纹可能使其不适用。在中温区——γ′的剪切是主要的变形机制——新的成分略微超过了CM247LC的性能。然而，值得注意的是，本研究中采用的热处理条件是基于新合金变体的γ′溶质温度而非CM247LC选择的，并且可能存在优化AM处理的CM247LC热处理的范围。
此处强调的强度和抗氧化性以及可加工性和蠕变权衡为合金设计提供了有价值的见解。以牺牲他人为代价，对任何给定物质属性进行单目标放大，可能会产生不可预见的后果。因此，设计时必须考虑所有失效和损伤机制，通过等温蠕变试验来评估合金在热-机械疲劳和驻留疲劳等条件下的性能，其中氧化辅助开裂起到了作用。
表3 蜘蛛图性能值。

图10 蜘蛛图总结了不同(Nb+Ta)/Al比例下合金设计的权衡。
5.总结和结论
在这项工作中，对一种新型氧化铝镍基高温合金的三种变体的加工性能和性能进行了评估，并与传统合金CM247LC进行了对比。得出以下具体结论：
1.三种（Nb+Ta）/Al变体的新型高温合金可加工；光学显微镜结合体视学或高分辨率X射线计算机断层扫描均未检测到与加工相关的裂纹。相反，基准CM247LC合金在L-PBF后出现广泛开裂。
2.印刷材料对热处理的反应至关重要。由于晶界的精细装饰，亚固溶热处理对于保持延展性和强度是有效的。需要仔细选择没有溶质化的热处理条件——由于再结晶晶粒结构的织构和晶界的局部微观结构，超级solvus热处理会导致脆化，而晶界则由粗大的块状碳化物组成。
3.使用热重分析（TGA）进行的氧化测试和随后的微观结构表征证实，新合金形成了氧化铝的保护层。
4.在一定比例下增加（Nb+Ta）/Al比值会通过增加Nb和Ta含量来增加合金的屈服应力，这与平面断层的能量增加一致。然而，这是以牺牲合金成本、氧化——以及最后一点——抗氧化抗裂性为代价的，这对预期的应用越来越重要。需要强调的是，该比率可以根据合金的应用进行调整。
5.这项工作为未来的合金设计提供了指导，并证明有可能确定具有优异屈服应力、抗氧化性和抗氧化抗裂性的成分，这些成分仍然是可加工的。
来源：Anew class of alumina-forming superalloy for 3D printing ， Additive Manufacturing ， doi.org/10.1016/j.addma.2022.102608
参考文献：Blakey-MilnerB. Gradl P. Snedden G. Brooks M. Pitot J. Lopez E. Leary M. Berto F. duPlessis A. ， Metaladditive manufacturing in aerospace: A review ， Mater. Des. (2021) Article110008 10.1016/j.matdes.2021.110008