强塑兼备——航天用轻量化高熵合金设计研究

序号:739 赛区:华中赛区 得票数:0


激光增材制造技术由于一体化成形复杂结构周期短、精度高等特点逐渐成为航天发动机复杂构件快速迭代和制造的主要形式,可使发动机结构整体减重10%以上,制造周期缩短50%以上,成本降低20~30%。相比于传统合金,性能优异的高熵合金(HEAs)材料作为耐高温高强合金的替换性材料近年来受到航空航天产业的青睐。但目前激光增材制造最常用的FeCoCrNi高熵合金为单相FCC结构,沉淀强化作用的缺失导致其强度较低,而其衍生的沉淀强化高熵合金在变形过程中强化相与基体之间的协调变形能力较差,难以实现强度和塑性的良好兼容。在FeCoCrNi高熵合金中添加Mo元素从而原位形成σ相可以提高基体强度且与基体形成良好的半共格关系,有效提高高熵合金力学性能。团队提出采用激光粉末床熔融(LPBF)技术,原位生成与基体具有良好结合能力的σ相,并依托增材构件特有的亚结构边界形成微纳尺度的析出相框架结构。试验结果表明,具有微纳尺度框架结构的高熵合金强度及塑性均明显提高。