ORNL和NETL联合开发无裂纹合金用于轻型涡轮叶片的增材制造

橡树岭国家实验室 (ORNL) 和美国国家能源技术实验室 (NETL) 的研究人员开发出一种专为增材制造而设计的创新合金，为涡轮叶片的生产带来了重大进步。这种新材料可以在超过 1,316ºC (2,400ºF) 的温度下工作而不会熔化，同时保持其结构完整性。

PBF-EB 增材制造机用于制造抗裂高温合金。（图片来源：Saket Thapliyal/ORNL，美国能源部）

高温性能
这种合金是一种富含铌的复杂浓缩材料，能够承受的极端温度超过了传统镍和钴高温合金所能承受的温度。研究人员对电子束熔化工艺进行了微调，成功地利用这种新材料生产出了无裂纹的部件，预计这种材料将显著提高燃气涡轮发动机等应用的性能。

ORNL 的 Saket Thapliyal 表示，这一成果代表了增材制造领域的突破，因为之前制造高温轻质无裂纹材料的尝试均以失败告终。Thapliyal 强调了这种材料的重要性：“我们正在制造一种更轻的材料，这种材料可以在超高温下保持结构完整性”，通过提供更高效、更坚固的涡轮叶片，这可能会改变航空航天业。

减少碳排放的潜力
该合金重量轻，且耐超高温，非常适合用于涡轮叶片，特别是飞机燃气涡轮发动机。这些发动机经常会经历极端高温条件，而改进后的材料可以通过提高耐热性和运行效率来减少碳足迹。

通过推进用于增材制造的高温合金的开发，ORNL和NETL为航空领域更可持续、更高效的能源系统铺平了道路。

资料来源：pm-review.com