用激光锻造内部：3D打印超耐热合金可征服极端环境

科学家们通过不懈的努力，开发出了一种革命性的方法，旨在制造出更加坚固的金属，以适应发电涡轮机等极端环境的需求。借助三维打印技术和中子分析，他们发现了一种新型超合金的微观结构，并揭示了热处理如何降低金属内部的应力，从而增强其耐用性。这种合金可能是未来先进燃气轮机和其他极端应用领域的理想选择。这种超合金是由两种高强度、耐高温的金属——铬镍铁合金718和雷尼41组合而成的创新材料。研究团队巧妙地使用基于激光的三维打印技术，打造出了一种前所未有的合金，被誉为“合金196世界之最”。中子实验在制造过程中发挥了至关重要的作用，促进了增强型方法的开发，该方法能够精确、高效地评估金属中的应力水平。通过中子分析，科学家们发现热处理是缓解制造过程中产生的应力的有效手段。研究还表明，这些应力更多地受到特定制造参数的影响，而非金属本身的化学成分。这一重大发现有望引领更坚固、更先进、制造成本更低的合金的诞生，对于极端环境下的应用具有至关重要的意义。增材制造或三维打印技术为制造金属零件和其他类型材料提供了新的途径。在这一研究中，通用电气公司、爱迪生焊接研究所和橡树岭国家实验室的研究人员共同合作，通过三维打印技术制造出了一种特殊的合金。该合金两端采用因科镍合金718和雷尼41，中间为特殊的分级区，被誉为“成196世界之最”。研究人员利用中子实验深入研究了这种合金的应力和成分变化。位于橡树岭国家实验室的膨胀中子源（SNS）和高通量同位素反应堆（HFIR）这两个能源部科学办公室的用户设施，为这项研究提供了宝贵的中子实验资源。利用 SNS 的 VULCAN 衍射仪和 HFIR 的 MARS 成像仪，研究人员精确地测量了残余晶格应变的分布，深入了解了材料的残余应力和成分在不同加工阶段的变化情况。这一研究发现，残余应力主要是由制造过程引起的，并可以通过热处理来缓解。研究发现制造过程中的激光停留时间和能量对应力产生也有影响。这一重要发现不仅有助于公司建立更有效的金属分析方法，还能提高金属的实用性，以更低的成本制造出更好的零件。这项研究的成果将为未来的工程应用提供强大的支持，推动材料科学的发展迈向新的高度。