垂直極限抗拉強度959.7 MPa! 倍豐智能助力蒙納士大學強韌性IN718材料研究獲突破
激光粉末床熔合（LPBF）技術是一種先進的增材制造（AM）技術，通過使用激光束選擇性熔合粉末材料，構建具有復雜幾何形狀的三維部件。然而，在LPBF成形過程中，諸如粉末飛濺，球化，和粉末濕度等因素導致了表面粗糙度高、缺乏熔合缺陷、等不良問題，這些問題嚴重降低了LPBF的機械性能，阻礙了LPBF技術的發展。這些挑戰在IN718高溫合金的應用中尤為明顯，在這種情況下，實現一致的致密化和顯微組織均勻性對于確保可靠的高溫性能至關重要。為了解決這些問題，激光多次熔化策略已經成為一種可行的方法，可以改善表面光潔度，幫助致密化，和提高機械性能。
蒙納士大學團隊聯合蘇州大學，江西理工大學等針對上述問題，提出了一種基于能量輸入的時間順序的重熔策略，旨在通過調整重熔順序可以調節熱歷史，從而減少孔隙率和提高力學性能。研究表明，重熔策略制造的樣品相比預熱策略樣品表現出更優異的力學性能。采用重熔策略制造的打印狀態樣品在垂直方向上的極限抗拉強度為874.0 MPa，屈服強度為615.3 MPa，延伸率為22.6%；在水平方向上的對應值分別為1009.3 MPa、727.7 MPa 和23.4%。經過熱處理后，重熔策略制造的樣品在高溫下表現出顯著優異的綜合力學性能，其垂直方向的極限抗拉強度為959.7 MPa，屈服強度為792 MPa，延伸率高達23.1%。
除此之外，研究不僅闡明了LPBF過程中缺陷生成的機理，還為通過設計重熔序列實現缺陷抑制提供了可行策略。這一發現對LPBF工藝中原位監測與缺陷控制策略的開發具有重要意義。
具體而言，研究所展示的重熔策略對表面粗糙度變化的穩定性表明，基于實時形貌反饋觸發的自適應重熔方案具有閉環控制的可行性。這種方法有望減少每一層對超光滑表面的依賴，從而提高整體工藝的穩定性與效率。
因此，未來對LPBF工藝的優化不僅應包括傳統的能量密度調控，還應有意識地設計重熔序列，以控制熱積累和表面演化。本研究所得的見解為LPBF工藝的發展提供了新的方向，尤其適用于對近乎致密性和極低缺陷率有嚴格要求的關鍵應用場景。
該研究形成研究成果“Influence of remelting sequence on defect generation and high-temperature mechanical properties in laser powder bed fusion of IN718 alloys”發表在國際增材制造頂刊Additive Manufacturing上。
倍豐智能為此次研究提供了設備支持，研究人員使用倍豐SP261設備制備試樣，成功制備出強韌性顯著優異的IN718高溫鎳基合金，取得突破性成果，推動了高性能材料研發進程。倍豐智能憑借其卓越的設備技術及專業服務，已經為中國工程物理研究院、中國科學院金屬研究所、西北工業大學、東南大學、武漢大學、四川大學等頂尖科研機構和高校提供了全方位支持。未來，倍豐智能將持續深化與這些科研力量的合作，優化設備性能，助力更多科研團隊在前沿領域取得更大突破，為國家科技進步貢獻力量。
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