近日，通過將二硼化鈦納米顆粒添加到3D打印超合金中，新加坡A * STAR制造技術(shù)研究所和材料研究與工程研究所的研究人員改善了3D打印超級合金的物理、熱力和機械性能，以及耐用性和耐腐蝕性，讓其變得更強大，減少了破裂的可能性。

超合金是一種非常有用的耐受高溫、耐高應力的合金。哈司特鎳合金、鉻鎳鐵合金和沃斯帕洛伊合金等材料常被用來建造渦輪發(fā)動機，因為它們有極好的耐熱性能。這些材料在未來可能會許多不同的應用。

在此次研究中，新加坡研究人員使用的超合金是鉻鎳鐵合金（Inconel）625。這種合金含有55%到70％的鎳，此外還含有鉻、鉬、鐵、鈮鉭，以及許多其他的微量金屬。由于具有極高的腐蝕疲勞強度、拉伸強度和抗氯離子應力腐蝕開裂性，這種超合金常用于工業(yè)海洋應用。 通過使用激光輔助增材制造技術(shù)（LAAM），研究人員將二硼化鈦納米顆粒添加進去，從而讓Inconel 625變得更加強大。他們研磨并混合了Inconel 625合金粉末和粒徑約為58納米的二硼化鈦粉末，然后用一臺先進的金屬3D打印機將混合后的粉末打印成一個120×70×10毫米的加強版超合金矩形塊。3D打印機有一個大功率光纖激光器，以及一個位于六軸機器人上的粉末噴嘴。

完成3D打印后，研究人員對超合金進行了分析，發(fā)現(xiàn)二硼化鈦納米粒子主要聚集在Inconel 625晶粒之間的邊界處，因此加強了晶粒之間的邊界。他們將超合金放在顯微鏡下，對其進行了一個更嚴格的評估，對樣品進行了機械測試，看是否有材料強度、高顯微硬度和耐磨性增強的跡象。所有這些問題的最終答案都是肯定的。 “我們希望開發(fā)這種方法，探索用納米顆粒增強的新復合材料，以用于增材制造，”研究人員說。在2013年，A * STAR推出了一個1500萬美元的3D打印計劃，其中就包括開發(fā)此次研究中所用的激光輔助增材制造技術(shù)。