印度ARCI利用增材制造开发无裂纹双金属结构
2026-07-06 09:36
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维度网讯,印度海德拉巴的国际粉末冶金与新材料先进研究中心(ARCI)的研究团队,利用激光粉末床熔融(PBF-LB/M)增材制造技术,制备出一种无裂纹的双金属结构,将不锈钢与镍基高温合金连接在一起。

ARCI开发无裂纹双金属高温合金结构

该团队直接将SS316L不锈钢沉积在表面经过研磨的Inconel 718(IN718)基板上,界面处未出现可见裂纹或气孔。显微硬度测试显示界面峰值硬度约为310 HV,拉伸测试获得的极限抗拉强度为550 ± 30 MPa。断裂发生在力学性能较弱的不锈钢一侧,而非连接界面处,说明界面结合牢固。

据印度科学与技术部(DST)介绍,该项研究将不锈钢的韧性与耐腐蚀性,以及镍基高温合金的高温强度和抗蠕变性能整合在单一部件中,解决了该领域长期存在的制造难题。例如,单个燃气轮机部件内不同区域可能暴露在接近2000摄氏度的高温下,同时还有温度低得多的部分。采用传统焊接工艺连接SS316L和IN718时,由于材料在化学成分、熔点和热膨胀系数上的不匹配,接头处容易产生凝固裂纹、气孔和脆性相。

DST报告称,该增材制造工艺能够将价格昂贵的高温合金精准用于承受最高热负荷的区域,从而减少部件中高温合金的总用量,降低对进口材料的依赖。这项成果可应用于锅炉管、热交换器(适用于核电站和超超临界燃煤电厂)、其他能源系统、核反应堆以及油气处理设备等领域,这些场景对材料的耐腐蚀性和高温强度均有高要求。在航空航天领域,双金属部件可将钢制承重结构与耐热的Inconel合金侧结合,增材制造技术使高温合金仅在部件承受极端热暴露的位置发挥作用。相关研究成果发表在《增材制造进展》(Progress in Additive Manufacturing)期刊上。

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