高熵合金激光选区熔化研究进展

发布时间：2021-11-18 11:51

　　近年来,高熵合金以其多主元成分、独特的组织和许多优异的性能在各个领域引起了极大关注。这种基于"构型熵"设计的新型合金,有望突破传统合金的性能极限,已经成为材料科学发展新的热点和方向之一。传统的电弧熔炼技术限制了高熵合金复杂结构件的制备及其工业化应用,新兴的增材制造技术已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。综述了高熵合金激光选区熔化技术的研究进展,包括工艺、优化和应用等,并对高熵合金未来的工业化应用提出了展望。 

【文章来源】：钢铁研究学报. 2020,32(06)北大核心CSCD

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

按熵值划分合金示意图

高熵合金独特的合金设计理念使其具有新颖的结构,有望成为多种优异性能的综合体,有着很高的研究价值与广阔的应用前景,已经受到航空航天、船舶、核能、汽车及电子等领域的广泛关注。北京科技大学吕昭平教授团队[14]报道了高熵合金中存在的有序氧结构可以同时增强强度和延展性。在高熵合金中引入少量的氧有序结构,可同时实现强度和塑性的巨大提升。图2[14]表明,在高熵合金TiZrHfNb中若掺入2%的氧,拉伸强度提升48.5%,同时实现塑性提高95.2%。目前,高熵合金制备技术的研究还处于初级阶段,成形工艺多以传统的电弧熔炼技术为主,该方法制备的高熵合金需要后续去材成形,存在材料浪费大和成本高的不足,结构简单且无法避免成分偏析、缩孔等冶金缺陷,限制了高熵合金复杂结构件的制备及工业化应用。新兴的增材制造技术(图3)通过热源熔化粉材或丝材金属原材料直接堆积成型零件,具有“离散-堆积”的快速成形特点,已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。

目前,高熵合金制备技术的研究还处于初级阶段,成形工艺多以传统的电弧熔炼技术为主,该方法制备的高熵合金需要后续去材成形,存在材料浪费大和成本高的不足,结构简单且无法避免成分偏析、缩孔等冶金缺陷,限制了高熵合金复杂结构件的制备及工业化应用。新兴的增材制造技术(图3)通过热源熔化粉材或丝材金属原材料直接堆积成型零件,具有“离散-堆积”的快速成形特点,已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。激光选区熔化技术(SLM)是增材制造的一个重要分支,可以获得冶金结合、致密组织、高尺寸精度和良好力学性能的成型件,已被广发应用于各种合金材料的制备[15],是近年来快速成型的主要研究热点之一。利用SLM技术,国内外学者开展了大量有关高熵合金的研究工作,为高熵合金的工程应用提供了科学依据。

【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC颗粒对AlCoCrFeNi高熵合金涂层显微组织与力学性能的影响[J]. 冯英豪,李晓峰,刘斌,仪登豪,王行,王帅,白培康.  热加工工艺. 2019(08)
[2]高熵合金材料研究进展（英文）[J]. 张蔚冉,Peter K.Liaw,张勇.  Science China Materials. 2018(01)
[3]选区激光熔化制备Al0.5CoCrFeNi高熵合金的工艺参数及组织性能[J]. 徐勇勇,孙琨,邹增琪,方亮,邢建东.  西安交通大学学报. 2018(01)
[4]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超.  激光与光电子学进展. 2018(01)
[5]选择性激光熔化高熵合金CoCrFeNiMn成形试验[J]. 史金光,翁子清,金霞.  工业技术创新. 2017(04)



本文编号：3502850