NASA开发3D打印超高温合金，可耐1000℃，蠕变性能提高1000倍

近日，来自美国国家航空航天局NASA和俄亥俄州立大学的研究者使用模型驱动的合金设计方法和激光快速制造技术，开发了一种名为GRX-810的新型弥散强化高温合金。GRX-810在1093℃下与传统多晶锻造镍基合金相比，其强度提高了2倍，蠕变性能提高了1,000倍，抗氧化性提高了2倍。这些结果展示了未来的合金开发是如何利用分散强化与增材制造加工相结合，加速发现革命性的材料。这是 3D 打印高温材料的一项突破，可以为飞机和航天器制造更坚固、更耐用的部件。

这项研究结果被发表在《Nature》杂志上发表的一篇同行评审论文中，论文题目为“A 3D printable alloy designed for extreme environments”。来自格伦、美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心、美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心和俄亥俄州立大学的参与者团队共同撰写了这篇论文。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05893-0

这项论文的主要作者、克利夫兰美国宇航局格伦研究中心的Tim Smith博士说：“这种高温合金有可能显著提高航空和太空探索中所使用零部件的强度和韧性。”

Smith 和他的团队采用省时的计算机建模软件以及激光粉末床熔融 3D 打印 (LPBF) 设备来生产样品部件。他们使用这一方法制作了下图所示的 NASA 徽标。

GRX-810是一种氧化物弥散强化合金，其强化机理是通过微小的氧化物颗粒弥散分布整个合金基体，从而增强了合金的强度。这种合金非常适合用于制造高温应用的航空航天部件，例如飞机和火箭发动机内部的部件，因为它们可以在达到断裂点之前承受更恶劣的条件。

当前*先进的 3D 打印高温合金，如Haynes、Hastelloy 和 Inconel系列，可以承受高达 2000 华氏度的温度。与那些相比，GRX-810 的强度是它们的两倍，蠕变性能是它们的 1000 多倍，抗氧化性也是它们的两倍。

美国宇航局转型工具和技术项目副项目经理戴尔霍普金斯说：“这种新合金是一项重大成就。在不久的将来，它很可能成为 NASA Glenn 有史以来*成功的技术专利之一。”

在 2019 年，NASA 还支持过一款名为 GRCop-42 的新材料开发，这是一种高强度、高导电性的铜基合金，由位于阿拉巴马州的美国宇航局马歇尔太空飞行中心（MSFC）和位于俄亥俄州的美国宇航局格伦研究中心（GRC）的一个团队创造。

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