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3D打印修复高温合金单晶结构
测试科技顾问郑老师     2021-10-02 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
航空发动机,航天火箭系统
关键性能:
提出利用3D打印+退火循环修复高温合金单晶结构的策略
产品介绍:

代航空发动机采用的是单晶镍基高温叶片,这种单晶具有γ'/γ结构,其中有序的γ'相提供强化作用,γ相则作为基体相。单晶通常要比多晶展现出更好的性能,例如蠕变、疲劳以及抗氧化。但有个问题是在服役的过程中,单晶会受到表面损伤并形成裂纹。因此,找到一种修复受损表面的方法是至关重要的,同时保持其单晶性质和所需的均匀γ'/γ的微观结构。这种成功的修复将延长涡轮叶片的寿命,并显著降低总成本。这些年新兴的3D打印技术则为该问题的解决提供了新的契机。但是该过程中,冷速非常快,析出的γ'过于细小和不均匀,服役过程中是的合金的性能退化。另外,3D打印过程中还有可能析出致命的Leves相,很高的热应力导致热影响区存在高密度的位错。在固溶处理的时候,这些区域往往导致再结晶出现,从而破坏了单晶结构。西安交通大学单智伟团队提出的策略是3d打印后退火,以减少破坏单晶结构的再结晶驱动力。具体的操作为在固溶处理和时效时效之前通过恢复热处理(HT)去除累积的位错。电子束后熔化,γ'粒子的漂流(即定向粗化)可通过预固溶退火实现固溶前恢复,从而促进位错重排和湮灭。在随后的固溶处理中去除了筏状组织,留下了无损伤且无残余应力的单晶,具有均匀的γ'析出物。相关成果以“Rafting-Enabled Recovery Avoids Recrystallization in 3D-Printing-Repaired Single-Crystal Superalloys”为题发表在Advance materials.


产品来源:
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