ARCI利用增材制造开发出无裂纹双金属高温合金结构

发布日期:2026-07-06     浏览:11    

位于海得拉巴的国际粉末冶金与新材高级研究中心(ARCI)——一个隶属于印度科学技术部(DST)的自洽研究所——的研究人员,利用激光粉末床熔融(PBF-LB/M)增材制造技术构建了一种连接不锈钢与镍基高温合金的无裂纹双金属结构。该团队将不锈钢(SS316L)直接沉积在经表面打磨的Inconel 718(IN718)基板上,形成了一个无可见裂纹或孔隙的界面。显微硬度测试在界面处录得约310 HV的峰值,而拉伸测试测得的极限抗拉强度为550±30 MPa,断裂发生在较软的不锈钢一侧而非结合处,表明界面处形成了牢固的结合。

据DST称,将不锈钢的韧性与耐腐蚀性同镍基高温合金的高温强度与抗蠕变性能结合在同一部件中,解决了一个长期存在的制造难题。单个燃气轮机部件的不同区域可能暴露于接近2000摄氏度的高温,而邻近部位温度则低得多,但SS316L与IN718的传统焊接因化学成分、熔点及热膨胀系数的不匹配而变得复杂,这通常会在接头处引发凝固裂纹、孔隙和脆性相。DST报告称,该工艺可将昂贵的超级合金仅用于承受最高热载荷的区域,从而减少部件中所需超级合金的用量,降低对进口材料的依赖。

应用覆盖航空航天、核能与能源领域。该研究所列举了核电站和超超临界燃煤电厂的锅炉管和换热器,以及其他能源系统、核反应堆和油气加工设备,作为同时需要耐腐蚀性和高温强度的可能应用场景。在航空航天领域,双金属部件可将钢制承力段与Inconel耐热端结合为一体,而增材制造使超级合金能够仅布置在零件面临极端热暴露的部位,而非贯穿整个结构。该研究发表于《增材制造进展》期刊。