美国能源部橡树岭国家实验室 (ORNL) 的研究人员荣获美国焊接学会颁发的 2023 年度焊接期刊论文奖。该团队利用增材制造技术修复高性能喷气发动机部件，为他们赢得了享有盛誉的沃伦 F. 萨维奇纪念奖，该奖项于 2024 年佛罗里达州奥兰多 FABTECH 展会期间颁发。
获奖研究团队包括前 ORNL 材料科学家 Niyanth Sridharan（现就职于林肯电气印度公司）、ORNL 计算材料科学家 Yousub Lee 和技术研究员 Brian Jordan。
“获得美国焊接学会的认可是莫大的荣誉，该学会是一家全球知名组织，拥有超过 70,000 名会员，”Lee 表示。“这项认可凸显了我们在推动增材制造技术在关键航空航天应用方面的重要性。”
Brian Jordan、Niyanth Sridharan 和 Yousub Lee 荣获美国焊接学会颁发的 Warren F. Savage 纪念奖。（图片来源：美国能源部 ORNL）
解决高性能合金开裂问题
该团队的研究探索了使用激光吹粉直接能量沉积（激光粉末 DED）这种增材制造技术来修复高 γ’ IN-100 高温合金。这种材料因其耐高温能力而广泛应用于燃气轮机，但在维修过程中特别容易开裂，尤其是在喷气发动机的热区，因为该处的燃烧温度和压力达到峰值。
通过结合先进的计算机模拟和深入的材料分析，ORNL 研究人员开发出了一种显著降低开裂敏感性的方法。该研究的重点是控制热诱导残余应力和优化修复区域的预热温度。
与达美航空合作
该团队与达美航空合作，展示了这些受控条件如何提高 IN-100 组件的可靠性和使用寿命。
“同时管理预热温度、制造条件和热致残余应力是一项重大挑战，”Lee 解释道。该团队的努力显著降低了开裂敏感性，为高性能应用中更安全、更耐用的维修铺平了道路。
该研究是在 ORNL 的制造示范设施进行的，并得到了美国能源部先进制造办公室的支持。
扩大增材修复的应用
李表示希望这项工作的认可将促进增材制造在航空航天和其他行业的应用进一步发展。
“我们希望将这种方法扩展到更复杂的几何形状和实际应用中，”他说。“我们的目标是帮助改善燃气轮机及其他设备的维修流程。”
这项研究凸显了 ORNL 致力于解决关键制造挑战、促进增材制造的发展以及加强政府与行业之间的合作。
来源：ornl.gov
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