第二次世界大戰(zhàn)后，出現(xiàn)了高溫合金一詞來描述一種特殊開發(fā)的高性能合金，以延長暴露在極端高溫下的飛機部件的使用壽命。以鎳、鐵、鈷為基礎(chǔ)的高溫合金，通過添加合金元素實現(xiàn)各種金屬特性的超融合，可達600℃長期工作已成為航空航天、石化、賽車等行業(yè)的支柱材料。

　　Inconel 718的特點和應(yīng)用領(lǐng)域

　　Inconel 1965年開始批量生產(chǎn)含鈮、鉬沉淀硬化鎳鉻鐵合金。它能溶解多種合金元素，避免低延性有害階段的沉淀，保持高屈服強度、良好的塑性、良好的加工性能和組織穩(wěn)定性，成為多領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。據(jù)統(tǒng)計，當代航空航天發(fā)動機總質(zhì)量的一半以上是鎳基高溫合金Inconel 718的使用量已超過鎳基合金的三分之一。

　　飛機發(fā)動機中的材料分布

　　根據(jù)卡諾循環(huán)，以更高的溫度運行發(fā)動機可以提高能源效率，使發(fā)動機更加節(jié)能。從壓氣機、燃燒室、渦輪機到保護和支撐發(fā)動機的底盤，從航空航天發(fā)動機中的許多靜態(tài)旋轉(zhuǎn)部件到各種螺栓緊固件，Inconel 718廣泛應(yīng)用于制造航空發(fā)動機的高溫部件。尤其是今天處于領(lǐng)先地位的航空航天發(fā)動機，Inconel 718的使用量更大，GE公司著名的CF6合金是發(fā)動機質(zhì)量的三分之一P&W公司的PW4000發(fā)動機中Inconel 718合金的使用量超過了發(fā)動機質(zhì)量的一半。

　　Inconel 718已成為航空航天應(yīng)用的基石。同時，還在核反應(yīng)堆（換熱器管道）、潛艇（螺旋槳葉片、快速斷開裝置、輔助推進電機）、化工（容器、泵、閥門、管道）、發(fā)電（工業(yè)燃氣輪機）、石油天然氣工業(yè)（地下管道、井口硬件、火炬臂）等領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用。

　　Inconel 718不銹鋼和鈦合金

　　鎳基合金(如Inconel 鎳基合金的氧化保護層可能優(yōu)于鈦合金或鋼，進一步提高了機械性能。下表列出Inconel 718.不銹鋼和鈦合金的性能。

　　高性能材料的比強度

　　3D打印Inconel 718的性能

　　3D打印17-4 PH不銹鋼的性能

　　3D打印316L不銹鋼的性能

　　3D打印Ti6Al4V的性能

　　3D打印為Inconel 718帶來加工和應(yīng)用潛力

　　采用非3D鎳基高溫合金所需的設(shè)計可能具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的制造方法，如機械加工、鍛造或焊接，往往需要在工藝開始前退火，影響零件的高溫腐蝕和抗蠕變性。傳統(tǒng)的制造方法，如機械加工、鍛造或焊接，往往需要在工藝開始前退火，影響零件的高溫腐蝕和抗蠕變性。Inconel 718合金的增材制造結(jié)果表明，機械性能沒有犧牲，甚至可以超過鑄件或鍛件的性能。

　　除此之外，Inconel 718是典型的難加工材料，因為切削溫度高，加工硬化嚴重。在航空航天應(yīng)用中通常需要復(fù)雜的幾何形狀，Inconel 制造718部件往往非常困難和昂貴。

　　3D打印的Inconel 718發(fā)動機燃燒室襯套

　　3D鎳基高溫合金熱交換器用于高溫高壓環(huán)境

　　3D鎳基高溫合金火箭發(fā)動機印刷

　　如GE航空航天等航空航天企業(yè)已在飛機發(fā)動機制造中使用3D打印的Inconel 718。在最終實現(xiàn)燃料和成本節(jié)約的同時，設(shè)計自由、零部件減少和供應(yīng)鏈效率的提高使增材制造成為航空航天行業(yè)關(guān)注的焦點。

　　3D印刷超合金的低溫性能也具有應(yīng)用潛力。管道及外殼、低溫懸架及支撐系統(tǒng)、葉輪或泵結(jié)構(gòu)、閥桿、冷卻管、熱管、隔熱設(shè)計、換熱器及高孔系統(tǒng)中的氣體儲存非常適合高強度高溫合金，溫度范圍為-273℃的低溫到760℃的高溫。

　　D打印機的發(fā)展促進了許多行業(yè)之間的對話，從而釋放了制造超級合金的優(yōu)勢。

　　注：本文內(nèi)容來自3D打印技術(shù)參考。