研究人员开发了一种使用激光来沉积超合金的合成技术。这种超合金具有较少的裂缝和优异的力学性能。
合金是指两种以上金属元素的混合物。通过调节合金中的成分，可以使合金材料获得最佳的性能。例如，将金属铬、钴、钼、钛和铝添加到镍基超合金中，使得这种材料具有优良的机械强度、高的抗蠕变性、优异的表面稳定性以及良好的耐腐蚀和耐氧化特性。
如今，新加坡科学技术研究机构制造技术研究院的Guijun Bi及其同事使用激光辅助成型制造技术来优化IN100的性能。IN100是一种是用于燃气涡轮机的镍基合金。不幸的是，经过一段时间之后，或者在熔融沉积和焊接阶段，它的高钛和铝含量容易使合金开裂。“这就是为什么IN100通常是铸造或粉末形式的。”Bi解释道。“一些技术，例如熔融沉积技术等从未用于IN100制备过程中，这是因为激光处理期间，快速冷却可能诱发应力开裂。”
Bi和他的团队表明，使用他们的技术合成的IN100更耐断裂。在激光辅助成型制造过程中，研究者使用红外激光光束在基板表面形成熔体池。同时，IN100粉末经由送粉喷嘴送入熔体池。这些粉末熔化后沉积在IN100基板上。最后通过一个三步热处理过程来强化该合金，其中热处理的最高温度为1080℃。
该团队通过光学显微镜和电子显微镜以及X射线技术分析了该合金的结构和物理性能。分析表明，这种材料不会发生开裂，而且孔隙率很低。他们认为这是由于沉积过程中的热输入相对较低引起的，因为该过程中使用的激光直径约为50毫米，只有传统沉积过程中使用的激光直径的一半。
“我们的方法提高了沉积过程中输入热量的可控性。”Bi说。“它可以减少沉积材料中热影响区和残余应力的深度。”
来源：新材料在线
