金属材料在增材制造技术中的研究进展_胡捷
钛合金增材制造技术研究现状及发展趋势
钛合金增材制造技术研究现状及发展趋势摘要：增材制造技术成型原理是通过计算机中生成部件的三维CAD模型，根据模型的尺寸数据采用激光、电弧等热源将原材料逐层堆积起来形成立体部件的技术，该技术的优点是工艺简单、生产成本低、适用范围广。
为抢占该技术的战略制高点，美国、欧盟、日本等国家相继出台相关政策扶持，有效促进了该技术的向前发展，中国、俄罗斯、新加坡等国也紧随其后，成立相关研究机构。
文中简要介绍了增材制造技术国内外发展团队及领头企业，综述了钛合金增材制造技术的发展现状，重点从钛合金成型工艺的优势及不足等方面分析研究了新进展，探讨了钛合金增材制造技术所面临的不足以及未来发展方向。
一、增材制造行业发展现状1.1 国外发展概况为抢占增材制造这一技术及产业发展的战略制高点，美国、日本、欧盟等主要国家和地区纷纷将增材制造列为未来优先发展方向，制定了发展规划及扶持政策。
美国增材制造研究所是该国制造业创新驱动下的第 1家研究所；德国、英国、澳大利亚、韩国等在各自的科技战略中，不约而同将增材制造作为突破的技术方向之一，有的还出台了相关的技术发展路线图；俄罗斯和新加坡等通过发布研究计划，支持包括增材制造在内的新型制造技术的发展。
1.2 国内发展现状我国增材制造起步于上个世纪90年代，代表性研究机构主要有西安交通大学、北京航空航天大学、西北工业大学、华中科技大学等，在国家和地方政府的支持下，在21世纪初期，部分科研院所就已初步实现了产业化，取得重大进展。
随后国内许多高校和研究机构也开展了相关研究，到2000 年初步实现了设备产业化，并接近国外产品水平，改变了该类设备早期依赖进口的局面。
在国家和地方的支持下，全国建立了20 多个服务中心，设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业，推动了我国制造技术的发展。
但是，我国3D 打印技术主要应用在工业领域，没有在消费品领域形成市场；在产业化技术发展和应用方面落后于美国和欧洲；在技术研发方面，我国增材制造装备的部分技术水平与国外先进水平相当，但在关键器件、成形材料、智能化控制和应用范围等方面较为落后。
金属材料电弧增材制造技术研究现状
金属材料电弧增材制造技术研究现状摘要：金属材料电弧增材制造技术是一种先进的制造方法，通过在金属表面产生电弧并加热金属粉末以逐层堆叠形成三维构件。
本文对该技术的研究现状进行了综述。
主要内容包括该技术的原理、优点和应用领域。
同时，还对该技术存在的问题提出了解决方案，并展望了未来的发展趋势。
通过深入研究和实践，金属材料电弧增材制造技术有望在制造业中发挥更重要的作用。
关键词：金属材料；电弧增材制造技术；解决方案引言金属材料电弧增材制造技术是一种先进的制造方法，通过利用电弧和金属粉末的相互作用，逐层堆叠形成三维构件。
该技术具有高效、灵活和可定制性强等优点，在制造业中逐渐得到广泛应用。
本文旨在综述金属材料电弧增材制造技术的研究现状，包括其原理、应用领域以及存在的问题与解决方案。
同时，通过对未来发展趋势的展望，希望为该技术的进一步推广与应用提供参考和启示。
1.金属材料电弧增材制造技术概述金属材料电弧增材制造技术是一种先进的制造方法，其基本原理是通过在金属表面产生电弧并将金属粉末加热，使其逐层堆积形成所需的三维构件。
该技术相比传统的制造方法具有许多优点，包括高效、灵活性强和可定制性高等。
它能够实现快速原型制作、零件修复和复杂结构的打印，广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
电弧增材制造技术不仅可使用多种金属材料，还能够利用多种工艺参数进行控制，以获得理想的制造效果。
然而，该技术仍存在着一些挑战，例如成本、工艺控制和材料质量等方面的问题。
因此，进一步研究和改进该技术的关键参数和工艺流程是非常必要的。
2.金属材料电弧增材制造技术的研究现状金属材料电弧增材制造技术目前已经在全球范围内得到广泛的研究和应用。
在国内外相关研究中，学者们致力于推动这一技术的进一步发展和优化。
研究方向包括材料选择与开发、工艺参数优化、设备改进等。
通过实验和数值模拟方法的结合，研究人员不断探索电弧增材制造技术的优化途径，提高打印效率和制造质量。
金属增材制造中的优化设计与工艺控制研究
金属增材制造中的优化设计与工艺控制研究随着制造业的高速发展，金属增材制造成为制造业领域的重要趋势之一。
金属增材制造利用计算机辅助设计（CAD）软件来制造复杂的三维结构，在制造领域中应用广泛。
在这个过程中，优化设计与工艺控制不可或缺。
一、金属增材制造的优化设计优化设计是金属增材制造的关键环节之一。
金属增材制造的优化设计主要分为以下几个方面：1. CAD软件的使用CAD软件是金属增材制造的关键工具之一。
通过CAD软件，设计人员可以将设计想法通过三维建模的方式表现出来。
在这个过程中，设计人员需要了解CAD 软件的特点和使用方法，才能更好地完成复杂结构的设计。
2. 材料的选择材料的选择也是金属增材制造的重要方面之一。
不同的材料具有不同的性质和机械特性，对制造的影响也不同。
因此，在选择材料的同时，需要考虑到材料的性质和应用环境，以便实现最佳的性能。
3. 结构的优化结构的优化是金属增材制造的重要环节，优化结构可以降低制造成本和提高效率，提高产品的性能。
结构的优化需要考虑到材料和结构的特性，并通过数值仿真的方式来实现。
二、金属增材制造的工艺控制金属增材制造的工艺控制是制造过程中最关键的环节之一。
金属增材制造的工艺控制主要分为以下几个方面：1. 控制制造参数控制制造参数是金属增材制造的基本环节之一。
制造参数包括打印速度、喷嘴距离、熔化温度等。
通过调整这些参数，可以控制打印的速度和质量，确保制品的质量和稳定性。
2. 控制气氛环境金属增材制造需要在一定的气氛环境中进行。
气氛环境可以影响制品的质量和性能。
通过控制气氛环境，可以对制品的质量进行有效控制。
3. 控制热源热源是金属增材制造的最重要组成部分。
热源的选择和控制可以影响打印质量和制品的性能。
因此，制造过程中应控制热源的温度和稳定性。
三、优化设计与工艺控制的结合金属增材制造的优化设计和工艺控制相辅相成，两者的结合可以实现制造过程中的最佳效果。
在金属增材制造的设计过程中，需要使用CAD软件来进行三维建模，并同时考虑到制造参数的控制。
增材制造技术在金属冶炼中的应用
通过增材制造技术，可以实现 金属材料的快速凝固和精确控 制，提高金属材料的性能和品
质。
增材制造技术还可以应用于金 属零件的修复和再制造，延长 了设备使用寿命，降低了维护
成本。
增材制造技术有助于推动金属 冶炼行业的数字化转型和智能 化升级，提升产业竞争力。
对未来研究和应用的建议
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使用增材制造技术直接制造金属零件
增材制造技术可以直接制造金属零件 ，这种方法称为金属增材制造或金属 3D打印。
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金属增材制造技术可以使用各种金属 材料，如不锈钢、钛合金、铝合金等 ，通过将金属粉末或金属丝材逐层堆 积并熔化成型，最终获得具有复杂形 状和内部结构的金属零件。
使用增材制造技术优化金属冶炼过程
随着环保意识的提高，对金属冶炼的环保要求将越来越高，增材制造 技术的环保优势将得到更广泛认可。
定制化需求增长
随着个性化消费的兴起，对金属产品的定制化需求将不断增加，增材 制造技术将更好地满足这一需求。
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结论
总结增材制造技术在金属冶炼中的应用价值
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增材制造技术为金属冶炼提供 了高效、环保的生产方式，降
增材制造技术还可以用于优化金属冶炼过程，提高金属材 料的性能和降低生产成本。
通过增材制造技术，可以快速制备出具有特定结构和性能 的金属材料，如耐高温、耐腐蚀、高强度等，这些材料在 传统冶炼方法中难以制备或成本较高。
增材制造技术还可以用于制备金属材料的复合材料和合金 ，通过控制材料的微观结构和相组成，提高材料的综合性 能。
增材制造技术在金 属冶炼中的应用
目录
• 增材制造技术概述 • 金属冶炼的传统方法与挑战 • 增材制造技术在金属冶炼中的应用案例 • 增材制造技术在金属冶炼中的优势与局限
金属材料增材制造技术应用现状及发展趋势
金属材料增材制造技术应用现状及发展趋势文/ 孙子文0 前言增材制造技术（又称“3D打印”）被誉为引领产业变革的颠覆性技术之一。
区别于传统对原材料切削组装的减材加工过程，增材制造技术通过数字模型文件将金属粉末、塑料等可结合材料熔融、挤压、烧结、光固化等逐点、逐线、逐面堆积，制造出实际物体。
增材制造根据数字模型制造出复杂结构，节省材料、可灵活设计和个性化定制。
随着新型材料的不断应用和增材制造技术的发展，增材制造技术大量应用在航空航天、生物医疗、交通、智能穿戴等领域。
近年来，增材制造技术越来越受到重视，美国、英国、德国等都提出了增材制造技术研究、产业计划，投入大量人力物力进行产业竞争。
我国也对增材制造技术加以支持，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》重点提及增材制造；《增材制造标准领航行动计划（2020－2022年）》提出推动2~3项我国优势增材制造技术和标准制定为国际标准，增材制造国际标准转化率达到90%，增材制造标准国际竞争力不断提升。
北京、广东、陕西等地也根据实际情况不断推动增材制造产业发展，2020年广东省3D打印设备产量增长超过100%。
金属材料广泛应用于工业生产和日常生活的各个领域，金属材料增材制造工艺作为门槛最高、前景最好的技术之一，也应用在多个领域。
本文介绍金属材料增材制造的工艺、应用，讨论金属材料增材制造的面临挑战和发展趋势，展望金属增材制造技术的前景。
1 金属材料增材制造工艺根据热源来分，金属材料增材制造技术可分为激光、电子束、电弧增材制造。
激光增材制造主要应用于复杂小件的精密快速成形；电子束增材制造能量密度和能量利用率都较高，使得沉积效率和速率也很高；电弧增材制造主要适用于大尺寸、低精度复杂形状工件的快速成形制造，但由于精度低，成形后通常需要后续处理。
金属粉末的增材制造主要有选区激光烧结、选区激光融化、电子束选区融化等，通过数字模型用高能束进行烧结融化，单层成形后，成形平台下降一个单层的高度，铺粉系统制备一层新的粉末材料，然后高能束照射形成新的单层，循环往复，形成三维实体样品。
钛合金增材制造技术研究现状及展望
钛合金增材制造技术研究现状及展望1. 引言钛合金作为一种高强度、耐腐蚀的金属材料，在航空航天、医疗器械等领域具有重要应用价值。
钛合金增材制造技术作为一种新型的制造工艺，具有快速、灵活、定制化生产的优势，逐渐受到广泛关注。
本文将从现状和展望两个方面对钛合金增材制造技术进行深入探讨。
2. 现状2.1 钛合金增材制造技术的发展历程钛合金增材制造技术起源于20世纪80年代，最初主要用于快速成型原型制作。
随着3D打印技术的不断进步，钛合金增材制造技术逐渐应用于航空航天、医疗器械等领域。
目前，国内外相关研究机构和企业纷纷加大钛合金增材制造技术的研究力度，推动了该技术的发展。
2.2 钛合金增材制造技术的关键技术和方法目前，钛合金增材制造技术主要包括激光熔化、电子束熔化、粉末床烧结等多种方法。
激光熔化技术因其成形精度高、熔池稳定等优点被广泛应用，但是存在着成本高、成形速度慢等缺陷。
而电子束熔化技术在成形速度和成形精度方面具有一定优势，但也存在熔池不稳定等问题。
粉末床烧结技术通过层层堆积和粘结制备钛合金件，成形速度较慢，但成形质量相对稳定。
各种方法各有优劣，对于不同的应用场景需根据具体情况选择合适的方法。
3. 展望3.1 钛合金增材制造技术的未来发展趋势随着3D打印技术的不断成熟和发展，钛合金增材制造技术将迎来更广阔的应用前景。
未来，该技术有望在航空航天、汽车制造、生物医药等领域得到更广泛的应用，为工业制造带来革命性的变革。
随着材料科学的不断进步，新型钛合金材料的研发也将推动该技术的发展。
3.2 个人观点钛合金增材制造技术作为一种新型的制造工艺，具有独特的优势和巨大的潜力。
我认为，随着相关技术的不断创新和完善，钛合金增材制造技术将成为未来工业制造的主流技术之一，为社会发展和进步带来更多的可能性。
结语通过对钛合金增材制造技术的现状和展望进行了全面的评估和分析，我们对该技术有了更深入的理解。
随着3D打印技术和材料科学的不断进步，相信钛合金增材制造技术在未来将有更加广阔的发展前景。
金属增材制造技术的发展趋势
金属增材制造技术的发展趋势金属增材制造，这个听上去就让人觉得高大上的名词，实际上是个简单明了的事儿。
简单来说，就是用3D打印的方式来制作金属零件。
你想想，之前我们得靠传统的锻造、铣削，动辄就得花费不少时间和精力。
现在好了，增材制造技术就像是给制造业加了个“火箭推进器”，把原本繁琐的流程变得轻松不少。
不过，光说不练可不行，咱们得深入探讨一下这个技术的发展趋势，看看它能带给我们什么惊喜。
1. 技术进步与应用场景1.1 打破传统，革新制造想象一下，过去我们要制作一个复杂的金属部件，得用很多工具，花上好几天，甚至几个星期。
现在呢，增材制造技术让这一切变得轻松无比。
咱们只需输入设计图纸，机器就能按部就班地“打印”出一个金属零件。
这就好比咱们以前做饭需要一大堆佐料，现在只要一个微波炉，轻轻一按，嘿，热腾腾的饭菜就上桌了。
这种技术进步不仅提高了生产效率，还能制作出传统工艺无法做到的复杂形状，真是令人拍手叫好。
1.2 广泛应用，行业带动增材制造的魅力可不仅仅在于技术本身，更在于它带来的应用前景。
无论是航空航天、汽车工业，还是医疗设备，增材制造都能大展身手。
比如，飞机零件的制作，以前得考虑到重量和强度，现在用增材技术，不但能减轻重量，还能提高零件的性能。
想象一下，未来的飞机能飞得更高、更远，这多酷啊！当然，医疗行业也没闲着，个性化的植入物和义肢，都能通过这项技术实现，真是为患者量身定制，堪称“量体裁衣”的大招。
2. 材料多样化与性能提升2.1 材料的进步，像开了挂一样说到金属增材制造，材料的选择也在不断丰富。
早期，铝、钛这类常见金属就被广泛应用，但现在，更多新型合金和复合材料也逐渐进入了这个领域。
想象一下，你的手机壳不再是普通塑料，而是用高强度金属制成，既轻巧又耐用，这是不是听起来就像是科幻电影里的情节？再加上这些材料经过精细的处理，性能那叫一个杠杠的，耐腐蚀、耐高温，简直是“铁打的身子，流水的心”。
2.2 性能提升，简直逆天而且，这些新材料的性能提升，让增材制造的应用场景更加广泛。
增材制造分类及研究进展
增材制造分类及研究进展增材制造（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层添加材料来制造三维物体的先进制造技术。
本文将概述增材制造技术的分类及其研究进展，以期为相关领域的研究和实践提供参考和启示。
基于材料的分类根据所使用的材料类型，增材制造技术可分为金属增材制造和非金属增材制造。
金属增材制造主要包括激光熔化、电子束熔化、粉末烧结等工艺，适用于制造高强度、高精度的金属零件。
非金属增材制造则涵盖了塑料、陶瓷、砂石等多种材料，常用于原型制作、医疗器械等领域。
基于工艺的分类根据制造过程中使用的工艺原理，增材制造技术可分为熔融沉积、光固化、粉末烧结等。
熔融沉积工艺利用高温将材料熔化并逐层打印，光固化工艺则利用光敏树脂在紫外线的照射下迅速固化，粉末烧结则通过烧结剂将金属粉末烧结成致密的结构。
基于应用领域的分类根据应用领域，增材制造技术可分为航空航天、医疗、建筑、汽车等。
在航空航天领域，增材制造技术用于制造轻量化、高精度的零件，如发动机叶片、机身结构件等；在医疗领域，增材制造技术常用于定制化假肢、外科手术导板等医疗器械的制作；在建筑领域，增材制造技术可用于建筑模型、构件的快速制造；在汽车领域，增材制造技术则用于生产高效、节能的发动机零件。
研究热点近年来，增材制造技术的研究热点主要集中在工艺优化、新材料研发、后处理技术等方面。
工艺优化方面，研究旨在提高打印精度、效率及稳定性；新材料研发方面，研究于开发高性能、低成本、环保的新型材料；后处理技术方面，研究重点在于提高制件力学性能、降低孔隙率、优化表面质量等。
研究现状目前，增材制造技术已经在全球范围内得到了广泛的应用。
在学术界，大量的研究工作正在进行，以进一步优化增材制造技术的各项参数，提高制件的质量和效率。
在产业界，众多企业也在积极推广和应用增材制造技术，以满足不断变化的市场需求。
研究展望未来，增材制造技术的研究将更加注重跨学科的交流与合作，推动技术的创新和发展。
高熵合金增材制造技术研究进展
第３４卷第６期２０２０年１２月 江苏科技大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏｌ ３４Ｎｏ ６Ｄｅｃ．２０２０ ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２０．０６．００７高熵合金增材制造技术研究进展丁红瑜１，何进超２（１．江苏科技大学海洋装备研究院，镇江２１２００３）（２．广州特种承压设备检测研究院，广州５１０６６３）摘 要：高熵合金是近十几年来迅速发展起来的一类多组元合金，具有很多优异的性能．增材制造技术是一种短流程的先进制造工艺，能实现复杂零件的近净成型．因此，研究高熵合金的增材制造技术很有应用前景．文中分析了高熵合金目前的研究热点，总结了采用增材制造工艺制造高熵合金的最新研究进展，对于开展相关领域的研究具有一定的参考意义．关键词：高熵合金；增材制造；选区激光熔化；直接激光沉积；Ｃａｎｔｏｒ合金中图分类号：ＴＧ４５６ ７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－４８０７（２０２０）０６－０３５－０７收稿日期：２０１９－０９－０６ 修回日期：２０２０－０１－０６基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１８ＹＦＣ０３１０４００）；江苏省自然科学青年基金项目（ＢＫ２０１９０９７９）；江苏高校高技术船舶协同创新中心／江苏科技大学海洋装备研究院资助项目（１１７４８７１８０１－２，１１７４８７１８０１－９）作者简介：丁红瑜（１９８４—），男，助理研究员，博士，研究方向为高性能金属材料增材制造．Ｅ ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｈｏｎｇｙｕ２０１８＠ｊｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ引文格式：丁红瑜，何进超．高熵合金增材制造技术研究进展［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０２０，３４（６）：３５－４１．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２０．０６．００７．ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓＤＩＮＧＨｏｎｇｙｕ１，ＨＥＪｉｎｃｈａｏ２（１．ＭａｒｉｎｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｃｈｉｎａ）（２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＳｐｅｃｉａｌＰｒｅｓｓｕｒｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６６３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｉｓａｋｉｎｄｏｆｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｌｌｏｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｋｉｎｄｏｆａｄｖａｎｃｅｄｎｅｔｓｈａｐｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｔｃａｎｍａｋｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｎａｓｈｏｒｔｔｅｒｍ．Ｓｏｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｉｎｆａｂｒｉｃａ ｔｉｎｇｐａｒｔｓｗｉｔｈｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｓｈａｐｅａｎｄｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｓｏｆｈｉｇｈｅｎ ｔｒｏｐｙａｌｌｏｙａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ．Ｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｉｎｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ，ａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇ，ｄｉｒｅｃｔｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｃａｎｔｏｒａｌｌｏｙ 传统的合金都是以一种或两种合金元素为主，其他元素少量添加，并按主要元素进行分类，例如钛合金、铝合金、铜合金、镍基高温合金等等．近十几年来，在探索块体非晶合金的基础上发展了一类多主元合金，亦称为高熵合金，其显著特征表现为：合金中包含５种或５种以上元素，且各元素的原子百分比相同或相近，且均在５％～３５％之间．由于其迥异于传统合金的成分特点，高熵合金也表现出了很多独特的性能特点，例如热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、强烈的晶格畸变效应、鸡尾酒效应等［１］．由于开发时间不长，高熵合金的研究还有很多未知领域需要探讨．其中，材料的成形制备过程对最终的组织、性能有很大的影响．增材制造技术是近年来快速发展的一项绿色先进智能制造技术，具有节省原材料、能成形复杂零件、制备流程短、后续加工余量小等突出优点，在航空航天、汽车、模具、生物医疗、艺术品创作等领域有广泛应用前景［２－３］．对于高熵合金这类新材料而言，研究其能否采用增材制造技术进行成形，增材制造成形过程中的参数优化，组织结构调控，变形控制，后处理等问题，对推进高熵合金这一先进材料和增材制造这一先进制备工艺的融合具有积极意义．文中围绕高熵合金目前的研究热点，尤其是采用增材制造工艺制造高熵合金的研究进展进行分析和总结，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴．１ 高熵合金的研究热点１ １ 高熵合金的相形成规律按照吉布斯相律，以及针对高温合金中金属间化合物的研究，高熵合金凝固组织中形成相的数目可能会随着元素种类的增多而增多，然而实验研究发现高熵合金通常形成比较简单的固溶体结构或非晶结构，而不是多种复杂相．其中比较有代表性的是具有ＦＣＣ面心立方结构的ＣｒＭｎＦｅＣｏＮｉ五元高熵合金［４］，由英国牛津大学的Ｃａｎｔｏｒ教授等开发，亦被业内人士亲切地称为Ｃａｎｔｏｒ合金；以及由北京科技大学的张勇教授等开发的具有ＢＣＣ体心立方结构的ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ五元高熵合金［５］．同时，材料的性能很大程度上由其组织结构决定，因此探索高熵合金的相形成规律，及其在特定加工制备，服役条件等情况下的相组成，组织特点具有理论和实际的双重意义．在这方面比较突出的研究工作包括以下几个：（１）北京科技大学的张勇教授等在总结前人研究成果的基础上提出按照合金元素的原子半径差（δ）、混合焓（ΔＨｍｉｘ）、混合熵（ΔＳｍｉｘ）等对高熵合金进行分类［６］．认为当原子半径差较小且混合焓不大时（即１≤δ≤６且－２０ｋＪ／ｍｏｌ≤ΔＨｍｉｘ≤５ｋＪ／ｍｏｌ），高熵合金易形成固溶体结构；当原子半径差较大且负混合焓较大时（即δ≥６且ΔＨｍｉｘ≤－２５ｋＪ／ｍｏｌ），高熵合金易形成非晶结构．（２）对于高熵合金形成固溶体种类的规律，文献［７］经过研究，在总结已有成分规律的基础上，提出可以用价电子浓度（ｖａｌｅｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｎｃｏｎ ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ＶＥＣ）这一参数的大小对固溶体的种类进行区分，认为当ＶＥＣ＜６ ８７时，易形成ＢＣＣ固溶体结构；当ＶＥＣ＞８ ０时易形成ＦＣＣ固溶体结构；当６ ８７＜ＶＥＣ＜８ ０时易形成ＢＣＣ＋ＦＣＣ结构．（３）基于热动力学准则，文献［８］最近提出了一个参数 ，认为当某一合金的 值大于临界值 ｃ时，容易形成单相固溶体，而 值较小时容易形成多相组织．当然，由于高熵合金的高度复杂性，关于其相形成规律的探索远未结束，相信随着学者们研究的不断深入，这一理论还将逐渐完善．１ ２ 难熔（耐高温）高熵合金高熵合金由于具有迟滞扩散效应，高混合熵效应，使其在高温时的组织稳定性较好．因而其性能随着温度升高下降比较缓慢，有作为耐高温合金应用的潜质．这类合金普遍含有较多的高熔点元素，如Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ等．文献［９－１０］开发了ＮｂＭｏＴａＷ高熵合金，并研究了添加元素Ｖ对其性能的影响，发现这类合金具有很好的热稳定性：在１０００℃高温下退火１２ｈ后没有出现回火软化现象；在１２００℃高温下，其屈服强度分别为５０６ＭＰａ和７３５ＭＰａ；在１４００℃保温１９ｈ后，通过ＸＲＤ测试其衍射峰的位置、强度与退火前几乎没有任何改变．这些性能超过了很多目前使用的耐高温材料．其后，文献［１１］研究了Ｔｉ元素添加对合金的性能的影响，发现添加Ｔｉ元素能显著改善ＮｂＭｏＴａＷ和ＶＮｂＭｏＴａＷ两种合金在室温下的脆性，将压缩塑性变形量由不足２％提升至１４％．１ ３ 耐低温性能某些金属或合金在低温（一般为－１００～１００℃）条件下，或低于再结晶温度时冲击韧性急剧下降，这一现象被称为冷脆．冷脆现象在体心立方晶体、六方晶体及三方晶体的金属及合金中较为严重，历史上曾经发生过多次由于冷脆造成的压力容器、船舶、桥梁等大型钢结构脆断的事故，造成巨大损失．如著名的泰坦尼克冰海沉船事故，二战期间美国建造的焊接油轮“矼ｉｃｔｏｒｙ”断裂事故，西伯利亚铁路断轨事故等．因此在低温下使用的材料要重点考察其低温下是否会发生韧脆转变的问题．２０１４年在Ｓｃｉｅｎｃｅ上发表的论文表明：随着温度下降，Ｃａｎｔｏｒ合金的强度和塑性同时升高［１２］．在室温时，其屈服强度约为４００ＭＰａ，塑性变形量约为５７％；在２００Ｋ（干冰温度）时，其屈服强度约为５００ＭＰａ，塑性变形量约为６０％；在７７Ｋ（液氮温度）时，其屈服强度约为７５０ＭＰａ，塑性变形量约为７１％，如图１［１２］．这一点与传统的金属材料是截然不同的，分析原因可能是由于高熵合金形成了单一相，且晶粒尺寸比较细小，相邻晶格原子在低温变形过程中形成纳米孪晶，使得其强度和塑性同时上升．这表明高熵合金有作为低温材料使用的潜力，如液氮罐，液化天然气储罐等在低温条件下服役的压力容器．６３江苏科技大学学报（自然科学版）２０２０年图１ Ｃａｎｔｏｒ合金的低温压缩曲线Ｆｉｇ．１ ＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｃｕｒｖｅｏｆＣａｎｔｏｒａｌｌｏｙ１ ４ 轻质高熵合金为减轻结构件的重量，航空航天材料要求在具有高强度的同时，还要减小密度．于是学者们开发了轻质高熵合金，这类合金普遍含有较多的轻质元素，如Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｌｉ等．文献［１３］研究了轻质ＡｌＮｂＴｉＶ高熵合金的结构及性能，发现合金的密度为５ ５９ｇ／ｃｍ３，硬度为４６１５～４３９４ＭＰａ，室温时的压缩屈服强度为１０２０ＭＰａ，８００℃时降低至６８５ＭＰａ，１０００℃时降低至１５８ＭＰａ．合金的组织由单一粗大的ＢＣＣ相构成．同时，他们在该合金中添加Ｃｒ元素组成ＡｌＣｒｘＮｂ ＴｉＶ合金［１４］，发现添加少量Ｃｒ元素时（ｘ＝０，０ ５），组织结构不变；继续增大Ｃｒ含量（ｘ＝１，１ ５），组织中除了ＢＣＣ相外，还出现了Ｃ１４型六方Ｌａｖｅｓ相，且密度逐渐增加至５ ９ｇ／ｃｍ３．不过与此同时室温及高温强度均有所增加，分别为室温时的１７００ＭＰａ和８００℃时的９７０ＭＰａ，伴随着塑性的降低．文献［１５］开发的Ａｌ２０Ｂｅ２０Ｆｅ１０Ｓｉ１５Ｔｉ３５高熵合金的密度为３ ９１ｇ／ｃｍ３，而硬度高达９１１ＨＶ，且在高温下具有很好的抗氧化性．１ ５ 共晶高熵合金共晶合金熔点低，铸造性能好，大连理工大学的卢一平等学者将这一概念也引入到高熵合金的研究中来，开发了ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ２ １共晶高熵合金［１６］．该合金具有良好的铸造性能，采用传统的熔炼＋铸造方法在实验室制得了重达２５ｋｇ的铸锭；合金凝固后的组织由ＦＣＣ／Ｂ２共晶构成；合金强度高，韧性好，室温下的真应力为１１８６ＭＰａ，真应变为２２ ８％．随后，该课题组发展了共晶高熵合金的成分设计方法，包括基于混合焓的设计方法［１７］和基于二元合金相图的简单混合法［１８］等，促进了共晶高熵合金的发展．１ ６ 高熵合金的先进成形技术以上几部分主要总结的是材料成分设计方面的内容，以及成分与最终组织间的关联．除了合金成分外，制备方法对材料最终的形态，性能也有重要影响［１９］．目前高熵合金的形态包括零维的粉末，采用球磨、气雾化、水雾化等方法获得；一维的丝材，采用拉拔、Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ等方法获得；二维的薄膜，采用熔覆、喷射沉积、磁控溅射等方法获得；以及三维的块体，采用电弧熔炼、铸造、增材制造等方法获得［１］．文中的第３节将重点阐述高熵合金增材制造方面的研究进展．２ 高熵合金的增材制造技术２ １ 高熵合金涂层的激光熔覆制备及应用激光熔覆是一种重要的增材制造工艺，高熵合金材料具有良好的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等特点，采用激光熔覆工艺制备的高熵合金涂层展现出了良好的性能，为其作为高效防护涂层奠定了应用基础［２０］．钛合金因密度小，比强度高，耐腐蚀，耐高温，在很多重要零部件上应用广泛．然而其耐磨性较差，限制了其应用范围．在钛合金表面制备一层高耐磨涂层是改善其耐磨性的有效方法．通过分析，总结在Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ基板上采用激光熔覆法制备ＴｉＶ ＣｒＡｌＳｉ［２１－２２］、ＡｌＢｘＣｏＣｒＮｉＴｉ［２３］、ＮｉＣｒＣｏＴｉＶＡｌ［２４］、ＮｉＣｒＣｏＴｉＶ［２５］高熵合金涂层的研究结果均发现：涂层由ＢＣＣ固溶体相和（Ｔｉ，Ｖ）５Ｓｉ３、ＴｉＢ２、（Ｃｏ，Ｎｉ）Ｔｉ２、富Ｔｉ相等硬质陶瓷／金属间化合物颗粒组成，ＢＣＣ固溶体相的硬度约为６００～７００ＨＶ，而硬质陶瓷／金属间化合物颗粒的硬度普遍在９００ＨＶ以上，均远高于Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ基板，使得涂层的摩擦系数、磨损速率都明显降低，耐磨性能大幅提高．分析磨损机制时发现析出的硬质颗粒能减少磨粒磨损和黏着磨损，ＢＣＣ韧性相起到了支撑硬质颗粒、阻止裂纹扩展、减少黏着磨损的作用，这种软硬结合的组织结构特点对于提高涂层的韧性和耐磨性能十分重要．部分经精心设计的高熵合金能形成非晶结构．近期有在低碳钢，模具钢基板上激光熔覆制备高熵非晶／纳米晶耐磨涂层的报道．哈尔滨工业大学威海分校的舒凤远等人２０１８年发表了在Ｑ２３５低碳钢表面激光熔覆ＦｅＣｏＣｒＮｉＳｉＢ系高熵非晶／纳米晶涂层的研究结果［２６－２７］．发现涂层可分为三层：涂层与基板的结合界面为枝晶组织，由ＢＣＣ固溶体，ＦＣＣ固溶体＋碳化物＋硼化物组成，磨损机制主要７３第６期 丁红瑜，等：高熵合金增材制造技术研究进展是氧化磨损及粘着磨损；涂层表面由非晶相及细小的等轴纳米晶组成，主要表现为磨粒磨损；两层中间为过渡层．图２为激光熔覆Ｃｏ３４Ｃｒ２９Ｂ１４Ｆｅ８Ｎｉ８Ｓｉ７高熵非晶／纳米晶涂层的典型显微组织结构［２７］．图２ 低碳钢表面激光熔覆Ｃｏ３４Ｃｒ２９Ｂ１４Ｆｅ８Ｎｉ８Ｓｉ７高熵非晶／纳米晶涂层的显微组织Ｆｉｇ．２ ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＣｏ３４Ｃｒ２９Ｂ１４Ｆｅ８Ｎｉ８Ｓｉ７ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｍｏｒｐｈｏｕｓ／ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｃｏａｔｉｎｇｏｎｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌ随后舒凤远课题组针对影响Ｈ１３模具钢表面涂层组织结构及性能的工艺参数进行了深入研究．通过调整（ＦｅｘＣｏ１００－ｘ）４２Ｃｒ２９Ｎｉ８Ｓｉ７Ｂ１４合金的成分，发现随着Ｆｅ／Ｃｏ比例从１∶１逐渐增加到２∶１时，涂层中非晶相的比例由６６ ７１％逐渐降低至５９ ２７％，硬度相应由８５０ＨＶ０ ２降低至７００ＨＶ０ ２，伴随着摩擦系数升高，磨损失重加剧，意味着涂层耐磨性能降低［２８］．文献［２９］研究结果表明激光功率对涂层结构及性能也有重要影响．激光功率由２３３Ｗ增加到７００Ｗ后，由于基板对熔池的稀释作用更加显著．同时热输入量加大导致冷却速率降低，使得涂层中非晶相的比例由８１ １５％降低至３３ ７９％，耐磨性能相应下降．这些研究成果表明：通过合理的成分设计和适当的工艺优化，从而制备出组织结构可控，性能优异的高熵合金涂层，促进其在表面防护领域的应用．２ ２ 高熵合金三维制件的增材制造作者于２０１９年９月５日在ｗｅｂｏｆｓｃｉｅｎｃｅ网站上以高熵合金（ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ）及增材制造（ａｄ ｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）作为关键词进行检索，共检索到密切相关论文７０篇．其按年份统计的论文数见表１，从表１中可见，从２０１１年开始就有相关文章发表，自２０１５年起逐年增多，且目前仍处于上升趋势，说明这一领域的研究正引起越来越多研究人员的兴趣．表１ 高熵合金增材制造每年发表论文数统计Ｔａｂｌｅ１ Ｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｐｅｒｓｐｕｂｌｉｓｈｅｄｏｎａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ年份２０１１２０１２２０１３２０１４２０１５２０１６２０１７２０１８２０１９论文数１１１１４８１４１９２１（截至９月初） 在２０１５年，日本日立公司的Ｆｕｊｉｅｄａ等人联合日本东北大学金属材料研究所采用电子束选区熔化成形技术（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｍｅｌｔｉｎｇ，ＳＥＢＭ）成形了ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ高熵合金［３０］，发现构件由ＢＣＣ相组成，屈服强度最低为９４４ＭＰａ，断裂强度达到１４００ＭＰａ，是ＳＵＳ３０４不锈钢的６倍；采用电子束选区熔化增材制造成形零件的延伸率达到１４ ５％～２６ ４％，是铸态（５ ６％）的３～５倍．充分说明电子束选区熔化成形技术（ＳＥＢＭ）可用于高熵合金的成形．英国谢菲尔德大学Ｂｒｉｆ等人采用选区激光熔化技术（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇ，ＳＬＭ）制备了ＦｅＣｏＣｒＮｉ高熵合金［３１］，采用的是ＲｅｎｉｓｈａｗＳＬＭ１２５的设备，发现样品由单相ＦＣＣ构成，晶格尺寸ａ＝０ ３５８ｎｍ，屈服强度为４０２～６００ＭＰａ，是铸态的２～３倍；延伸率为８％～３２％，略低于铸态，说明采用选区激光熔化技术（ＳＬＭ）制备高熵合金是可行的．同时澳大利亚迪肯大学的Ｊｏｓｅｐｈ等人采用直接激光沉积技术（ｄｉｒｅｃｔｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＤＬＤ）制备出４０ｍｍ×２０ｍｍ×６ｍｍ的ＡｌｘＣｏＣｒＦｅＮｉ高熵合金［３２］，发现随着铝含量的提高，合金的结构由ＦＣＣ－ＦＣＣ／ＢＣＣ－ＢＣＣ转变，强度提高而塑性相应降低，抗拉强度最高可达２０００ＭＰａ．随后，在对ＤＬＤ成形Ａｌ０ ３ＣｏＣｒＦｅＮｉ高熵合金的力学性能深入研究过程中表明，其具有强烈的拉压不对称性，压缩的样品经历大变形后基本不断裂，而拉伸样品在真应变达到３８％时断裂［３３］．这主要是由于压缩时强烈的孪晶变形造成的．Ｏｃｅｌｉｋ等人采用混合粉末研究了ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ高熵合金在直接激光沉积过程中的凝固行为，发现较快的冷却速度易于产生ＢＣＣ相，同时有利于增加合金的硬度［３４］．目前国内也有一些关于高熵合金增材制造方面的报道．浙江亚通焊材有限公司的史金光等人采用选择性激光熔化工艺进行了ＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉ高熵合金（Ｃａｎｔｏｒ合金）的成形实验［３５］，采用的设备为３ＤＳｙｓｔｅｍｓＰｒｏＸ１００型ＳＬＭ金属激光熔化成形机，在激光功率为３７ ５Ｗ时试样的致密度最高，硬度最大，达到５１０ＨＶ．在９００℃退火后，硬度进８３江苏科技大学学报（自然科学版）２０２０年一步升高到了５３０ＨＶ，表明该合金具有优异的抗回火软化性．文献［３６］研究了采用ＳＬＭ工艺制备ＦｅＣｏＣｒＮｉＣ０ ０５合金的工艺参数优化问题，发现样品的致密度与工艺参数密切相关．增加激光功率，降低扫描速度有助于致密度的提高，同时会使得晶粒细化．完全致密的样品屈服强度达到６５０ＭＰａ，延伸率为１３ ５％．文献［３７］采用ＳＬＭ工艺研究了ＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉ合金的制造工艺，发现存在一个优化的激光能量密度，在此条件下能获得９８ ２％的最高致密度；Ｃｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ４种元素均匀分布，而Ｍｎ元素在熔池的边界富集；经过热等静压处理后，元素偏析消除，抗拉强度从成形态的６０１ＭＰａ提高到６４９ＭＰａ．同时该课题组在采用ＳＬＭ工艺制备Ａｌ ＣｏＣｒＦｅＮｉ合金时发现样品由Ａ２＋Ｂ２两种ＢＣＣ相组成，而铸造法制备的合金则由Ａ２＋ＦＣＣ相组成，造成这种差别的最主要原因在于ＳＬＭ过程中的超快的冷却速度；并且随着激光能量密度的增加，冷却速度变得更快，同时Ｂ２相的含量增多，使得合金致密度提高到９８ ４％，硬度也大幅提升至６３２ ８ＨＶ［３８］．文献［３９］采用直接激光沉积工艺研究了ＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉ合金的成形性能，发现样品的显微组织为细小的ＢＣＣ沉积在ＦＣＣ基体的晶界上，合金的屈服强度为４４８ＭＰａ，拉伸断裂强度为６２０ＭＰａ，高于铸态；延伸率为５７％，与铸态相当，综合力学性能优异．文献［４０］采用直接激光沉积工艺制备了ＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉ高熵合金，发现在优化的工艺参数条件下，采用直接激光沉积工艺的力学性能优于铸造；且直接激光沉积制备的样品在低温下的性能表现优异，温度从室温降低到７７Ｋ时，抗拉强度从４８９ＭＰａ提高到８７８ＭＰａ，塑性变形量从５５％提高到９５％．进一步研究发现其凝固组织由柱状晶＋等轴晶两部分组成，且二者比例可以通过激光能量密度进行调节［４１］．文献［４２］采用直接激光沉积工艺制备了ＷＮｂＭｏＴａ难熔高熵合金，发现４种元素在高熵合金中均匀分布，无明显微观偏析．合金在室温下的极限抗压强度σｍ＝１１４０ＭＰａ，延伸率εｐ＝５ ８％；在１０００℃下的极限抗压强度σｍ＝６８４ＭＰａ，延伸率εｐ＞８％．１０００℃下屈服强度高于国内应用于航空发动机涡轮叶片的ＧＨ４１６９等合金，在航空航天耐高温材料方面表现出良好的应用前景．不过在成形过程中由于热量不断积累，会产生比较严重的翘曲现象．通过仿真模拟后优化工艺参数，能解决这一问题．以上研究表明：采用增材制造的方法可以实现高熵合金的成形，且制件性能优异．这为高性能高熵合金复杂零件的成形和应用打下了坚实的基础．３ 结语高熵合金因其具有独特的成分、组织结构及性能特点，预期未来在某些对材料性能要求严苛的领域有广阔的应用前景．文中总结了高熵合金目前的研究热点，包括相形成规律的探讨、作为耐高温材料的难熔高熵合金、作为耐低温材料的应用、轻质高熵合金、共晶高熵合金、先进成形制备方法等．并分析了采用增材制造工艺制造高熵合金涂层及三维制件的最新研究进展．研究结果表明通过合理的工艺控制，采用增材制造的方法可以实现高熵合金的成形，为其应用打下了坚实的基础．文中对开展相关领域的研究有一定的参考意义．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 张勇，陈明彪，杨潇，等．先进高熵合金技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１８：３－５０．［２］ 张文毓．增材制造技术的研究与应用［Ｊ］．装备机械，２０１７（４）：６５－７０．ＺＨＡＮＧＷｅｎｙｕ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＴｈｅＭａｇａｚｉｎｅｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１７（４）：６５－７０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］ 杜宝瑞，姚俊，郑会龙，等．基于激光选区熔化的航空发动机喷嘴减重设计及制造技术研究［Ｊ］．航空制造技术，２０１９，６２（１１）：１４－１８．ＤＵＢａｏｒｕｉ，ＹＡＯＪｕｎ，ＺＨＥＮＧＨｕｉｌｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｎｏｚｚｌｅｂａｓｅｄｏｎｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，６２（１１）：１４－１８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］ ＣＡＮＴＯＲＢ，ＣＨＡＮＧＩＴＨ，ＫＮＩＧＨＴＰ，ｅｔａｌ．Ｍｉ ｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｅｑｕｉａｔｏｍｉｃｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡ，２００４，３７５－３７７：２１３－２１８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｓｅａ．２００３．１０．２５７．［５］ ＺＨＯＵＹＪ，ＺＨＡＮＧＹ，ＷＡＮＧＹＬ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｉｄｓｏｌｕ ｔｉｏｎａｌｌｏｙｓｏｆＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉｘｗｉｔｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｒｏｏｍ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，２００７，９０：１８１９０４．ＤＯＩ：１０．１０６３／１．２７３４５１７．［６］ ＺＨＡＮＧＹ，ＺＨＯＵＹＪ，ＬＩＮＪＰ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｐｈａｓｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００８，１０（６）：５３４－５３８．ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｅｍ．２００７００２４０．［７］ ＧＵＯＳ，ＮＧＣ，ＬＵＪ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｖａｌｅｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｃｃｏｒｂｃｃｐｈａｓｅｉｎｈｉｇｈ９３第６期 丁红瑜，等：高熵合金增材制造技术研究进展ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２０１１，１０９：１０３５０５．ＤＯＩ：１０．１０６３／１．３５８７２２８．［８］ ＹＥＹＦ，ＷＡＮＧＱ，ＬＵＪ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ：Ａｓｉｎｇｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｒｕｌｅ［Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１５，１０４：５３－５５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｒｉｐｔａｍａｔ．２０１５．０３．０２３．［９］ ＳＥＮＫＯＶＯＮ，ＷＩＬＫＳＧＢ，ＭＩＲＡＣＬＥＤＢ，ｅｔａｌ．Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１０，１８：１７５８－１７６５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｔｅｒｍｅｔ．２０１０．０５．０１４．［１０］ ＳＥＮＫＯＶＯＮ，ＷＩＬＫＳＧＢ，ＳＣＯＴＴＪＭ，ｅｔａｌ．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｂ２５Ｍｏ２５Ｔａ２５Ｗ２５ａｎｄＶ２０Ｎｂ２０Ｍｏ２０Ｔａ２０Ｗ２０ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒ ｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１１，１９：６９８－７０６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎ ｔｅｒｍｅｔ．２０１１．０１．００４．［１１］ ＨＡＮＺＤ，ＣＨＥＮＮ，ＺＨＡＯＳＦｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＴｉａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｂＭｏＴａＷａｎｄＶＮ ｂＭｏＴａＷｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅ ｔａｌｌｉｃｓ，２０１７，８４：１５３－１５７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｔｅｒ ｍｅｔ．２０１７．０１．００７．［１２］ ＧＬＵＤＯＶＡＴＺＢ，ＨＯＨＥＮＷＡＲＴＥＲＡ，ＣＡＴＯＯＲＤ，ｅｔａｌ．Ａｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｆｏｒｃｒｙｏ ｇｅｎｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，３４５（６２０１）：１１５３－１１５８．ＤＯＩ：１０．１１２６／ｓｃｉｅｎｃｅ．１２５４５８１．［１３］ ＳＴＥＰＡＮＯＶＮＤ，ＳＨＡＹＳＵＬＴＡＮＯＶＤＧ，ＳＡＬＩＳＨＣＨＥＶＧＡ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔＡｌＮｂＴｉＶｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｍａ ｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１５，１４２：１５３－１５５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｌｅｔ．２０１４．１１．１６２．［１４］ ＳＴＥＰＡＮＯＶＮＤ，ＹＵＲＣＨＥＮＫＯＮＹ，ＳＫＩＢＩＮＤＶ，ｅｔａｌ．ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＡｌ ＣｒｘＮｂＴｉＶ（ｘ＝０，０．５，１，１．５）ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１５，６５２：２６６－２８０．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０１５．０８．２２４．［１５］ ＴＳＥＮＧＫＫ，ＹＡＮＧＹＣ，ＪＵＡＮＣＣ，ｅｔａｌ．Ａｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙＡｌ２０Ｂｅ２０Ｆｅ１０Ｓｉ１５Ｔｉ３５［Ｊ］．ＳＣＩＥＮＣＥＣＨＩＮＡ－ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１８，６１（２）：１８４－１８８．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１４３１－０１７－９０７３－０．［１６］ ＬＵＹＰ，ＤＯＮＧＹ，ＧＵＯＳ，ｅｔａｌ．Ａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｎｅｗｃｌａｓｓｏｆｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｌｏｙｓ：Ｅｕｔｅｃｔｉｃｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１４，４：６２００．ＤＯＩ：１０．１０３８／ｓｒｅｐ０６２００．［１７］ ＬＵＹＰ，ＪＩＡＮＧＨ，ＧＵＯＳ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｓｔｒａｔｅｇｙｔｏｄｅｓｉｇｎｅｕｔｅｃｔｉｃｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｕｓｉｎｇｍｉｘｉｎｇｅｎｔｈａｌ ｐｙ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１７，９１：１２４－１２８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｔｅｒｍｅｔ．２０１７．０９．００１．［１８］ ＪＩＡＮＧＨ，ＨＡＮＫＭ，ＧＡＯＸＸ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｓｔｒａｔｅｇｙｔｏｄｅｓｉｇｎｅｕｔｅｃｔｉｃｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｕｓｉｎｇｓｉｍｐｌｅｍｉｘｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２０１８，１４２：１０１－１０５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｄｅｓ．２０１８．０１．０２５．［１９］ 丁华平，龚攀，姚可夫，等．非晶合金零件成形技术研究进展［Ｊ］．材料导报，２０２０，３４（２）：０３１３３－０３１４１．ＤＩＮＧＨｕａｐｉｎｇ，ＧＯＮＧＰａｎ，ＹＡＯＫｅｆｕ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｐａｒｔｓ：ａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｒｅ ｖｉｅｗ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔｓ，２０２０，３４（２）：０３１３３－０３１４１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［２０］ 彭振，杜文栋，刘宁，等．激光熔覆ＦｅＣｏＣｒＣｕＮｉＭｏＶＳｉＢ高熵合金涂层的制备和性能研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１７，３１（１）：３５－３９．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１７．０１．００７．ＰＥＮＧＺｈｅｎ，ＤＵＷｅｎｄｏｎｇ，ＬＩＵＮｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓｏｆｔｈｅＦｅＣｏＣｒＣｕＮｉＭｏＶＳｉＢｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１７，３１（１）：３５－３９．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１７．０１．００７．（ｉｎＣｈｉ ｎｅｓｅ）［２１］ ＨＵＡＮＧＣ，ＺＨＡＮＧＹＺ，ＶＩＬＡＲＲ，ｅｔａｌ．ＤｒｙｓｌｉｄｉｎｇｗｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄＴｉＶＣｒＡｌＳｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｏｎＴｉ６Ａｌ４Ｖｓｕｂｓｔｒａｔｅ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２０１２，４１：３３８－３４３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔ ｄｅｓ．２０１２．０４．０４９．［２２］ 黄灿．钛合金表面激光熔覆ＴｉＣｒＡｌＳｉ系多主元合金涂层的研究［Ｄ］．北京：北京有色金属研究总院，２０１２．［２３］ 李涵，马玲玲，位超群，等．钛合金表面激光熔覆ＡｌＢｘＣｏＣｒＮｉＴｉ高熵合金涂层的组织与性能［Ｊ］．表面技术，２０１７，４６（６）：２２６－２３１．ＬＩＨａｎ，ＭＡＬｉｎｇｌｉｎｇ，ＷＥＩＣｈａｏｑｕｎ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇＡｌＢｘＣｏＣｒＮｉ Ｔｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，４６（６）：２２６－２３１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［２４］ ＣＡＩＺＢ，ＪＩＮＧ，ＣＵＩＸＦ，ｅｔａｌ．ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＮｉ－Ｃｒ－Ｃｏ－Ｔｉ－Ｖ－ＡｌｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｏｎＴｉ－６Ａｌ－４Ｖｓｕｂ ｓｔｒａｔｅｂｙｌａｓｅｒｓｕｒｆａｃｅａｌｌｏｙｉｎｇ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｒａｃ ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，２０１６，１２０：２２９－２３３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｃｈａｒ．２０１６．０９．０１１．［２５］ ＣＡＩＺＢ，ＣＵＩＸＦ，ＬＩＵＺ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＮｉ－Ｃｒ－Ｃｏ－Ｔｉ－Ｖｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇａｆｔｅｒｌａｓｅｒｒｅｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＯｐｔｉｃｓａｎｄＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，９９：２７６－２８１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｏｐｔｌａｓｔｅｃ．２０１７．０９．０１２．０４江苏科技大学学报（自然科学版）２０２０年［２６］ ＳＨＵＦＹ，ＬＩＵＳ，ＺＨＡＯＨＹ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇＦｅＣｒＣｏＮｉＳｉＢｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１８，７３１：６６２－６６６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０１７．０８．２４８．［２７］ ＳＨＵＦＹ，ＷＵＬ，ＺＨＡＯＨＹ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＣｏＣｒＢＦｅＮｉＳｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙａｍｏｒｐｈｏｕｓｃｏａｔｉｎｇ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１８，２１１：２３５－２３８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｌｅｔ．２０１７．０９．０５６．［２８］ ＳＨＵＦＹ，ＹＡＮＧＢ，ＤＯＮＧＳＹ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＦｅ－ｔｏ－ＣｏｒａｔｉｏｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＦｅＣｏＣｒＢＮｉＳｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１８，４５０：５３８－５４４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ａｐｓｕｓｃ．２０１８．０３．１２８．［２９］ ＳＨＵＦＹ，ＺＨＡＮＧＢＬ，ＬＩＵＴ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｌａｓｅｒｐｏｗｅｒｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＣｏＣｒＢＦｅＮｉＳｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙａｍｏｒｐｈｏｕｓｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅＣｏａｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，３５８：６６７－６７５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓｕｒｆｃｏａｔ．２０１８．１０．０８６．［３０］ ＦＵＪＩＥＤＡＴ，ＳＨＩＲＡＴＯＲＩＨ，ＫＵＷＡＢＡＲＡＫ，ｅｔａｌ．Ｆｉｒｓｔｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｍｉｓｉｎｇｓｅｌｅｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｍｅｌｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｕｔｉｌｉｚｉｎｇｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓａｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１５，１５９：１２－１５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｌｅｔ．２０１５．０６．０４６．［３１］ ＢＲＩＦＹ，ＴＨＯＭＡＳＭ，ＴＯＤＤＩ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｈｉｇｈ ｅｎ ｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｉｎａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１５，９９：９３－９６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｒｉｐｔａｍａｔ．２０１４．１１．０３７．［３２］ ＪＯＳＥＰＨＪ，ＪＡＲＶＩＳＴ，ＷＵＸＨ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｒｅｃｔｌａｓｅｒｆａｂｒｉｃａｔｅｄａｎｄａｒｃ ｍｅｌｔｅｄＡｌｘＣｏＣｒＦｅＮｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡ，２０１５，６３３：１８４－１９３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｓｅａ．２０１５．０２．０７２．［３３］ ＪＯＳＥＰＨＪ，ＳＴＡＮＦＯＲＤＮ，ＨＯＤＧＳＯＮＰ，ｅｔａｌ．Ｔｅｎ ｓｉｏｎ／ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｓｙｍｍｅｔｒｙｉｎａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｆａｃｅｃｅｎｔｅｒｅｄｃｕｂｉｃｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１７，１２９：３０－３４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｒｉｐｔａｍａｔ．２０１６．１０．０２３．［３４］ ＯＣＥＬＩＫＶ，ＪＡＮＳＳＥＮＮ，ＳＭＩＴＨＳＮ，ｅｔａｌ．Ａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｂｙｌａｓｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．ＪＯＭ，２０１６，６８（７）：１８１０－１８１８．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１８３７－０１６－１８８８－ｚ．［３５］ 史金光，翁子清，金霞．选择性激光熔化高熵合金ＣｏＣｒＦｅＮｉＭｎ成形试验［Ｊ］．工业技术创新，２０１７，４（４）：４８－５２．ＳＨＩＪｉｎｇｕａｎｇ，ＷＥＮＧＺｉｑｉｎｇ，ＪＩＮＸｉａ．ＳｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙＣｏＣｒＦｅＮｉＭｎ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎ，２０１７，４（４）：４８－５２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３６］ ＺＨＯＵＲ，ＬＩＵＹ，ＺＨＯＵＣＳ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＦｅＣｏＣｒＮｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１８，９４：１６５－１７１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｔｅｒｍｅｔ．２０１８．０１．００２．［３７］ ＬＩＲＤ，ＮＩＵＰＤ，ＹＵＡＮＴＣ，ｅｔａｌ．ＳｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｏｆａｎｅｑｕｉａｔｏｍｉｃＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ：Ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ，ｎｏｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１８，７４６：１２５－１３４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０１８．０２．２９８．［３８］ ＮＩＵＰＤ，ＬＩＲＤ，ＹＵＡＮＴＣ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎｅｑｕｉｍｏｌａｒＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｐｒｉｎｔｅｄｂｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１９，１０４：２４－３２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｔｅｒｍｅｔ．２０１８．１０．０１８．［３９］ ＧＡＯＸＹ，ＬＵＹＺ．Ｌａｓｅｒ３ＤｐｒｉｎｔｉｎｇｏｆＣｏＣｒＦｅＭｎＮｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１９，２３６：７７－８０．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｌｅｔ．２０１８．１０．０８４．［４０］ ＸＩＡＮＧＳ，ＬＵＡＮＨＷ，ＷＵＪ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｒＭｎＦｅＣｏＮｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｕｓｉｎｇｌａｓｅｒｍｅｔａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１９，７７３：３８７－３９２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０１８．０９．２３５．［４１］ ＸＩＡＮＧＳ，ＬＩＪＦ，ＬＵＡＮＨＷ，ｅｔａｌ，ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｄｅｐｏｓｉｔｅｄＣｒＭｎＦｅＣｏＮｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡ，２０１９，７４３：４１２－４１７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｓｅａ．２０１８．１１．１１０．［４２］ 李青宇，张航，李涤尘，等．激光增材制造ＷＮｂＭｏ Ｔａ高性能高熵合金［Ｊ］．机械工程学报，２０１９，５５（１５）：１０－１６．ＬＩＱｉｎｇｙｕ，ＺＨＡＮＧＨａｎｇ，ＬＩＤｉｃｈｅｎ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＷＮｂＭｏＴａｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｂｙｌａｓｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，５５（１５）：１０－１６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）（责任编辑：顾琳）１４第６期 丁红瑜，等：高熵合金增材制造技术研究进展。
高性能金属增材制造材料的最新进展
高性能金属增材制造材料的最新进展一、高性能金属增材制造材料概述高性能金属增材制造技术，亦称为3D打印技术，是近年来材料科学和制造技术领域的重要突破。
它通过逐层添加材料的方式，实现复杂形状和结构的金属零件制造。
这种技术以其设计自由度高、材料利用率高、生产周期短等优势，正在逐渐改变传统制造业的生产模式。
1.1 高性能金属增材制造材料的核心特性高性能金属增材制造材料的核心特性主要体现在以下几个方面：- 设计自由度：与传统制造技术相比，增材制造技术不受传统加工方法的限制，可以设计出更加复杂和精细的零件结构。
- 材料利用率：增材制造技术按照零件的实际需求添加材料，极大地提高了材料的利用率，减少了材料浪费。
- 生产效率：相比于传统铸造或锻造工艺，增材制造技术可以缩短生产周期，快速响应市场需求。
1.2 高性能金属增材制造材料的应用场景高性能金属增材制造材料的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 航空航天领域：用于制造轻量化的飞机部件，提高燃油效率和飞行性能。
- 医疗器械领域：定制化生产人体植入物，满足个性化医疗需求。
- 汽车制造领域：用于制造复杂的发动机部件，提高发动机性能和可靠性。
二、高性能金属增材制造材料的发展历程高性能金属增材制造材料的发展历程是技术创新和应用拓展的历程，需要材料科学家、工程师以及制造企业的共同努力。
2.1 材料科学的发展高性能金属增材制造材料的发展离不开材料科学的进步。
新型合金、金属基复合材料等的研发，为增材制造提供了更多的材料选择。
2.2 制造技术的进步随着激光熔化、电子束熔化等先进制造技术的发展，金属增材制造的精度和效率不断提高，能够满足更高性能要求的零件制造。
2.3 工艺优化与创新工艺参数的优化和创新是提高金属增材制造材料性能的关键。
通过不断的实验和模拟，可以找到最佳的工艺参数，提高零件的力学性能和耐久性。
2.4 设备与软件的发展高性能金属增材制造材料的制造过程需要依赖先进的设备和软件。
金属基复合材料的研究进展与应用前景
金属基复合材料的研究进展与应用前景金属基复合材料是一种具有金属基体和强化相的材料，能够综合发挥金属的优良性能和强化相的增强效果。
近年来，金属基复合材料得到了广泛的研究和应用，其研究进展和应用前景也备受关注。
本文将综述金属基复合材料的研究进展和应用前景。
一、金属基复合材料的研究进展1. 强化相的选择和设计强化相是金属基复合材料中起到增强作用的材料，通常是颗粒、纤维或片状结构。
近年来，随着纳米材料的研究和发展，纳米颗粒和纳米纤维作为强化相的应用逐渐成为研究的热点。
纳米颗粒和纳米纤维具有较大的比表面积和较好的强度，可以显著提高金属基复合材料的力学性能和热学性能。
2. 制备技术的改进金属基复合材料的制备技术对于材料性能具有决定性影响，近年来研究者们在制备技术方面进行了大量的改进。
传统的制备技术包括粉末冶金、熔融法和电化学沉积法等，这些方法能够制备金属基复合材料，但是制备工艺复杂、成本高。
近年来，研究者们开始探索新的制备技术，如激光熔融沉积、电子束熔凝等，这些新的制备技术具有制备精度高和能耗低的优点。
3. 性能测试与评价金属基复合材料的性能测试和评价是研究中的重要环节，目前主要包括力学性能测试、热学性能测试和耐腐蚀性能测试等方面。
力学性能测试包括拉伸性能、硬度、韧性等方面的测试，热学性能测试包括热膨胀系数、导热系数等方面的测试，耐腐蚀性能测试包括盐雾试验、腐蚀电位测试等方面的测试。
通过对金属基复合材料的性能测试和评价，能够了解材料的力学性能和热学性能，为进一步研究和应用提供依据。
二、金属基复合材料的应用前景1. 航空航天领域金属基复合材料具有高强度、高温稳定性和低密度等优点，能够满足航空航天领域对材料高性能的需求。
金属基复合材料在飞机、火箭、导弹等航空航天装备的结构材料中有广泛的应用前景。
例如，金属基复合材料可以用于飞机结构的轻量化设计，提高飞机的燃油效率和载重能力，同时保证结构的强度和刚度。
2. 汽车制造领域汽车制造领域也是金属基复合材料的应用领域之一。
金属材料激光增材制造技术研究
金属材料激光增材制造技术研究激光增材制造技术是一种新型的制造工艺，它通过对金属材料进行快速熔化和凝固，实现从零件的几何形状设计到生产完整零部件的整个过程。
其优点在于能够快速地生产出高强度和高质量的金属零部件，且其制造的零部件的构件材料完整性高、性能良好、制造速度快、制造成本低，同时可以有效地减少对环境的污染和能源消耗。
随着激光技术的不断发展和完善，激光增材制造技术也的逐渐成为了制造业中的一个热门领域。
金属材料激光增材制造技术是利用高能密度的激光进行材料精确熔化、液态成形和快速凝固实现制造精密金属零件的制造方法。
它主要是通过对设计模型进行层层剖分，利用激光扫描进行材料熔化与固化形成多层肌理的工艺，采用机器控制系统对制造工艺进行可控制，并具有较高的加工速度和加工精度，在高温、精密、复杂等领域有广泛的应用实际上，金属材料激光增材制造技术的研究自20世纪60年代开始，但是由于技术的局限性和研究领域的不明确使得这个技术迟迟得不到应用。
随着激光技术的突飞猛进以及新型金属材料的开发，特别是金属3D打印技术的发展，金属材料激光增材制造技术又一次引起了人们的广泛关注和研究。
近几年来，金属材料激光增材制造技术得到了广泛的应用，并取得了许多显著的成果。
金属激光3D打印技术已成为制造业领先的技术之一。
金属材料激光增材制造技术已成功地应用于微电子、航空航天、汽车制造和医疗等行业，特别是航空制造和航空发动机的制造，其严格的质量控制要求及其应用环境的严苛要求，亟需高耐热、高性能材料，而金属材料激光增材制造技术的高精度加工和精确控制可满足这一需求。
其实，在金属材料激光增材制造技术的研究过程中，同样有很多的问题和挑战需要解决。
例如，材料的特性和其形状等很难得到保证，加工后的零件尺寸精度和表面质量很容易受到一些因素的影响，如：温度怎么控制，金属材料从与加工我偏远等。
这些问题都需要针对性的解决方法，这也是研究金属材料激光增材制造技术的难点所在。
我国在金属材料及热加工领域取得的杰出成果、先进工艺与技术
我国在金属材料及热加工领域取得的杰出成果、先进工艺与技术1. 引言1.1 概述金属材料及热加工领域是我国制造业和工程技术发展中至关重要的一部分。
近年来，在科学研究和工程实践的推动下，我国在金属材料研发、性能改进和应用领域取得了许多杰出成果。
同时，在热加工领域，具有先进工艺与技术的引入和创新也极大地促进了金属材料的应用与产业发展。
1.2 文章结构本文将深入探讨我国在金属材料及热加工领域取得的杰出成果、先进工艺与技术，并介绍这些成果在相关行业的应用案例。
文章将分为五个部分进行论述。
首先，引言部分进行概述并介绍本文结构；其次，第二部分将重点介绍我国在金属材料方面取得的研发成果、材料性能改进以及应用领域拓展方面的重要突破；然后，第三部分将详细探讨我国在热加工领域所采用的先进工艺与技术，包括热处理技术创新、成形工艺优化以及焊接与热连接技术的进展情况；接着，第四部分将通过汽车制造领域、能源行业应用以及建筑与航空航天领域的创新应用案例进行分析，以展示这些金属材料及热加工技术的实际产业应用价值；最后，在结论与展望部分总结文章主要成果，并探讨未来金属材料及热加工领域的可持续发展方向和前景展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍我国在金属材料及热加工领域取得的杰出成果、先进工艺与技术，突出其重要性和实际应用价值。
通过深入剖析相关成果和案例，我们可以更好地了解我国在这一领域的科学研究和产业发展水平，并为未来的进一步创新提供有益启示。
同时，该文旨在促进学者、科研机构和产业界之间的信息交流与合作，以推动我国金属材料及热加工领域的快速发展，不断提升其在国际舞台上的竞争力。
2. 金属材料的杰出成果：2.1 研发成果：我国在金属材料领域取得了许多重要的研发成果。
首先，我们在金属合金的研究与开发方面取得了巨大进展。
通过合金的优化设计和制备工艺的改进，我们成功地提高了许多金属合金的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性。
例如，在航空航天领域，我们开发出一系列新型镍基和钛基高温合金，用于制造高压涡轮叶片和燃气涡轮引擎等关键部件，使飞机的性能得到显著提升。
金属增材制造技术的发展
金属增材制造技术的发展
金属增材制造技术（Metal Additive Manufacturing，简称MAM）是一种通过叠加金属材料逐层构建金属零件的制造方法。
金属增材制造技术的发展经历了以下几个阶段：
1. 初始阶段：上世纪80年代末至90年代初，金属增材制造技术开始出现，并以激光烧结技术为主要方式。
这个阶段的技术水平有限，主要应用于制造一些金属模型和原型。
2. 技术突破阶段：上世纪90年代至2000年代初，随着激光器技术和金属粉末材料的改进，金属增材制造技术取得了重大突破。
金属增材制造技术逐渐能够制造出具有实用价值的金属零件，并开始应用于航空航天、医疗、汽车等领域。
3. 商业化阶段：2000年代中期至今，金属增材制造技术逐渐
商业化，并得到广泛应用。
许多大型制造公司和研发机构开始研发和应用金属增材制造技术，推动了该技术的快速发展。
同时，各种改进和创新的金属增材制造技术不断涌现，包括电子束熔化、激光金属沉积、激光束晶化等。
4. 行业应用扩展阶段：近年来，金属增材制造技术得到了更广泛的应用，涵盖了更多行业和领域。
除了航空航天、医疗和汽车行业，金属增材制造技术还被应用于能源、船舶、模具等领域。
同时，金属增材制造技术也不断发展完善，制造速度和精度进一步提高，成本逐渐下降，为更多企业和个人提供了机会。
总的来说，金属增材制造技术的发展经历了初始阶段、技术突
破阶段、商业化阶段和行业应用扩展阶段。
随着技术的不断进步和应用的不断扩展，金属增材制造技术将在未来发挥更重要的作用。
增材制造中的材料及工艺研究
增材制造中的材料及工艺研究近年来，随着科技的不断进步，增材制造技术逐渐走进了人们的视野，成为了当下热门的研究方向之一。
增材制造是一种通过逐层添加材料来制造复杂的三维几何形状的技术，与传统的减材加工（如机加工、铸造和锻造）相比，增材制造技术有很多独特的优势，比如可以制造定制化产品、减少浪费、提高生产效率等。
在增材制造过程中，材料和工艺的选择对成品质量的影响至关重要。
一、材料选择导体材料是影响增材制造成品质量的重要因素之一。
目前，常见的增材制造材料主要包括金属、塑料和陶瓷等。
其中，金属材料是增材制造领域的主要材料之一，其在制造高质量金属零件方面具有非常重要的作用，可以满足制造金属部件的亚毫米级和纳米级的要求。
目前，金属增材制造材料主要分为粉末和线材两种形式。
相比而言，线材有着更高的制造可靠性和可控性，而粉末则更适合用于制造复杂形状的部件。
此外，聚合物材料是目前非常流行的增材制造材料之一。
聚合物材料可以制造出用于医疗、汽车和航空等领域的轻量化零件。
根据使用的途径和材料属性，聚合物材料可分为光固化聚合物材料和热塑性聚合物材料。
光固化聚合物材料是通过选择具有快速光固化性质的聚合物材料，来在短时间内生产出质量良好的零件，而热塑性聚合物则通过高温加热来使其加工成型。
当前，在增材制造领域，聚合物材料得到了广泛应用，其不仅具有制造多样性和独特性的优势，而且其浪费较少，生产的零件几乎可以达到完美的接口。
二、工艺选择增材制造中的工艺选择也是影响成品质量的重要因素之一。
常见的增材制造技术主要包括喷射成型（Selective Laser Sintering）、激光显影成型、钎焊成型等。
不同的工艺适合不同的材料和形状，选择合适的工艺是确保生产零件质量的关键。
喷射成型是增材制造技术中最常用的一种，其基本原理是通过高功率激光器切割出金属或塑料等材料的图形，将它们错层叠加成为目标零件。
激光显影成型与喷射成型的基本思想相同，不同之处在于它将液态聚合物材料首先喷涂在建造平台上，然后通过激光照射，使其成型。
金属增材制造技术在武器装备的应用和发展
金属增材制造技术在武器装备的应用和发展摘要：金属增材制造技术可以快速制造出形状复杂的金属构件，作为制造高性能武器装备复杂构件的新型方法，分析金属制造技术在武器装备领域的典型案例，在此基础之上，探究金属增材制造技术在武器装备领域的未来发展趋势。
关键词：金属增材；武器装备；发展态势引言通过把金属增材制造技术应用于武器装备上，可以制造出大批量的武器零部件，武器装备产业呈现出智能化的发展趋势，以往的锻造工艺并不能满足现代的武器制造需求。
金属增材制造技术有助于构成一体化的结构部件。
1、金属增材制造技术在武器装备上的运用1.1面向武器装备增材制造的高性能金属材料设计电子束和电弧等金属增材制作是快速加热和冷却的流程，在复杂的热力作用下构成和传统制作工艺不同的显微组织特性。
首先，在热源作用下，合金元素的烧损会导致增材制集合体整体的合金元素从目标成分脱离；在金属增材制造凝结过程中溶质元素的再分配容易引起偏析，增材制造集合体的部分合金元素偏离目标成分，整体和部分合金元素的含量影响构件的应用功能。
其次，在金属增材的制备过程中，熔体流动性和表观氧化直接影响成形性和缺点敏感性。
另外，由于在增材制作时在多个流路中蓄积而产生的"升温-降温-升温"热轮回、在部件中产生的"压缩应力-拉伸应力-压缩应力"的应力，在增材制作部件中容易产生凝结裂纹、再热裂纹、液化裂纹等缺点。
所以，用于增材制作的金属材料成分设计需要分析合金元素熔体的流动和氧化、热轮回等冶金过程的影响。
但是，目前金属增材制作技术中使用的许多金属粉末、丝绸原料往往是与铸造锻件相似的成分，这些增材制作冶金过程和工艺特点对合金元素品种和含量要求很高，金属材料的增材制作过程存在成型性差、功能差等特点，难以满足武器装备零部件的生产需求。
1.2基于增材制造工艺的高性能金属材料设计和制备武器制造要求高标准，金属材质具有高强度、耐腐蚀性能、耐磨性等功能，因此以高性能金属材料作为武器装备有值得关注的热点。
金属材料在增材制造技术中的研究进展
金属材料在增材制造技术中的研究进展对金属材料在增材制造技术研究中的发展史进行了概述，并分类描述了不同的成形机制。
重点详细介绍了增材制造技术领域内各类金属材料的研究进展，种类涵盖到钦合金、镍合金钢、铝合金和硬质合金等材料。
最后提出行业应该更注重“政用产学研”五位一体化，以市场导向，逐渐形成一系列金属材料的增材制造工艺方法及标准。
0引言增材制造技术，顾名思义，是指运用离散-f住积的方法将材料一点一点地增加起来的加工技术，主要工艺流程如图1所示。
图1 增材制造的工艺流程Fig.1 Technical scheme of additive manufacturing早期的增材制造技术主要为原型制造，用于快速响应产品的外观设计，所用材料包括树脂和塑料。
随着市场需求的不断提高，增材制造技术不能仅仅满足于外观要求，还必须逐渐向制造功能件方向转变，由此关于金属材料的研究便不曾间断。
在20世纪90年代中期，关国联合技术研究中心(UTC)与桑地亚国家实验室(Sandia National Laboratories)合作开发了激光工程化近成形制造技术((Laser engineered net sha-ping， LENS)，该技术使用了Nd：YAG固体激光器和同步粉末输送系统，用于金属零件的近形制造和局部修复。
与此同时，瑞典的Arcam公司基于电子束熔炼快速制造技术(E-lectric beam melting， EBM)发展出金属材料“自由成形技术”(Free form fabrication， FFF)，可直接由金属粉末生成完全致密零件;国内西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授突破了快速原型制造的界限，发展出激光立体成形技术(Laser solid forming， I_SF)，获得了形状较为复杂的金属零部件。
随后，关国工二、Alamo、国家实验室开发了直接光学制造(Directed light fabrication， DI_F)的金属零件快速成型;关国Stanford University和Carnegie Mellon Uni-verisity合作开发了形状沉积制造技术(Shape depositionmanufacturing， SDM) ;关国密西根大学研究开发了直接金属沉积技术(Direct metal depositon， DMD);德国弗朗和夫研究所(Fraunhofer)开发了控制金属堆积技术(Controlledmetal depositon， CMD);英国Birmingham大学的吴鑫华教授提出了受控激光制造技术(Direct laser fabrication)等。
金属材料增材制造技术的应用研究进展
金属材料增材制造技术的应用研究进展摘要：增材制造技术的快速发展要得益于我国科技水平的不断提高和社会的进步，金属材料增材制造技术取得了伟大的进步其成功被认为是20年来制造领域的一项重大成果，这不仅仅是我们增材制造技术的一大进步也是我国科技发展?的一大创新。
金属材料增材制造技术现如今已经被3D打印技术所广泛应用。
金属材料增材作为一种重要的数字化制造技术在一定程度上体现了其蕴含的科学性和现代化，中国应高度重视，研究分析。
关键词：金属材料；增材制造；应用研究；发展前景引言：增材制造技术，又叫3D打印技术。
近年来，增材制造技术在美国和我国等多个国家取得了快速的发展，这项技术使产品研发更加快捷，实现制造业产业结构调整，促进制造业变大变强。
增材制造技术有着自上而下、逐层累积、快速将数字模型转化成实际产品的特点。
由于不需要制造模具以及多道加工工序，解决了许多复杂结构零件的成形，并且缩短了加工周期。
同时增材制造技术具有很高的加工柔性，产品结构越复杂，个性化特点越明显，其制造优势就越显著。
金属增材制造技术是通过高能量密度的热源将金属材料熔化，按照CAD模型逐层累积成金属零件的技术，在工业制造方面所占优势明显优于传统制造。
相比于传统铸造与锻造技术，有着低成本、高效率、高经济性等优点。
1金属材料增材制造的技术原理及制造工艺1.1金属材料增材制造的技术原理金属材料增材制造技术主要是通过激光金属沉积（LMD）来实现的。
LMD是基于激光熔覆技术发展起来的先进填料加工制造技术，利用激光能量将金属粉末熔化并在基底材料上生成熔池，随着激光光斑的移动，进入熔池并熔化的粉末凝固后与基底材料形成冶金结合，通过层层堆积生成3D物理实体。
为防止镀层的氧化，工艺过程中需要使用氦气、氩气等惰性气体作为保护气氛。
1.2增材制造技术的制造工艺随着CAD建模和光机电一体化技术的发展，增材制造技术的工艺发展很快，按照所用材料和建造技术的不同，目前投入应用的已有十余种工艺方法。
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金属材料在增材制造技术中的研究进展胡 捷，廖文俊，丁柳柳，胡 阳（上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海２０００７０）摘要 对金属材料在增材制造技术研究中的发展史进行了概述，并分类描述了不同的成形机制。
重点详细介绍了增材制造技术领域内各类金属材料的研究进展，种类涵盖到钛合金、镍合金、钢、铝合金和硬质合金等材料。
最后提出行业应该更注重“政用产学研”五位一体化，以市场为导向，逐渐形成一系列金属材料的增材制造工艺方法及标准。
关键词 增材制造 钛合金 镍合金 钢中图分类号：ＴＧ１４ 文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ａｄｄｉｔｉｖｅ ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＨＵ Ｊｉｅ，ＬＩＡＯ Ｗｅｎｊｕｎ，ＤＩＮＧ Ｌｉｕｌｉｕ，ＨＵ Ｙａｎｇ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｃａｄｅｍｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７０）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ，ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ，ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ｉｓ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ，ｓｔｅｅｌ 胡捷：男，１９８８年生，硕士，工程师，研究方向为金属材料的制备和加工 Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｊｉｅ３＠ｓｈａｎｇｈａｉ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ．ｃｏｍ０ 引言增材制造技术，顾名思义，是指运用离散－堆积的方法将材料一点一点地增加起来的加工技术，主要工艺流程如图１所示。
图１ 增材制造的工艺流程Ｆｉｇ．１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ早期的增材制造技术主要为原型制造，用于快速响应产品的外观设计，所用材料包括树脂和塑料。
随着市场需求的不断提高，增材制造技术不能仅仅满足于外观要求，还必须逐渐向制造功能件方向转变，由此关于金属材料的研究便不曾间断。
在２０世纪９０年代中期，美国联合技术研究中心（ＵＴＣ）与桑地亚国家实验室（Ｓａｎｄｉａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）合作开发了激光工程化近成形制造技术（Ｌａｓｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｎｅｔ ｓｈａ－ｐｉｎｇ，ＬＥＮＳ），该技术使用了Ｎｄ∶ＹＡＧ固体激光器和同步粉末输送系统，用于金属零件的近形制造和局部修复。
与此同时，瑞典的Ａｒｃａｍ公司基于电子束熔炼快速制造技术（Ｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ ｂｅａｍ ｍｅｌｔｉｎｇ，ＥＢＭ）发展出金属材料“自由成形技术”（Ｆｒｅｅ ｆｏｒｍ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＦＦＦ），可直接由金属粉末生成完全致密零件；国内西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授突破了快速原型制造的界限，发展出激光立体成形技术（Ｌａｓｅｒ ｓｏｌｉｄ ｆｏｒｍｉｎｇ，ＬＳＦ），获得了形状较为复杂的金属零部件。
随后，美国Ｌｏｓ Ａｌａｍｏｓ国家实验室开发了直接光学制造（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｌｉｇｈｔ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＤＬＦ）的金属零件快速成型；美国Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ和Ｃａｒｎｅｇｉｅ Ｍｅｌｌｏｎ Ｕｎｉ－ｖｅｒｉｓｉｔｙ合作开发了形状沉积制造技术（Ｓｈａｐｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＳＤＭ）；美国密西根大学研究开发了直接金属沉积技术（Ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ，ＤＭＤ）；德国弗朗和夫研究所（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ）开发了控制金属堆积技术（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｍｅｔａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ，ＣＭＤ）；英国Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ大学的吴鑫华教授提出了受控激光制造技术（Ｄｉｒｅｃｔ ｌａｓｅｒ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）等［１－４］。
如今，在国内以金属激光熔覆（Ｌａｓｅｒ ｃｌａｄｄｉｎｇ，ＬＣ）、金属材料选区激光熔化（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ，ＳＬＭ）或烧结（Ｓｅ－ｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ）技术占据市场主导地位，ＳＬＳ技·９５４·金属材料在增材制造技术中的研究进展／胡 捷等术路线如图２所示。
虽然众多的研究院所和学者给金属材料增材制造技术分门别类地冠以了不同的名称，但其中的成形原理却不外乎几类。
图２ ＳＬＳ技术路线Ｆｉｇ．２ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ＳＬＳ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ增材制造技术的最大特点在于能够可受控地自由添加材料，要做到这一点需要先将所添材料变成流体状态。
金属材料的熔化或气化都需要很高的能量，所以一般选择高能束粒子流作为热源，例如激光束或电子束等。
根据受热程度的不同，金属材料可能发生全部熔化、部分熔化或者不熔化。
对于纯金属而言，温度高于熔点，材料即可发生完全熔化；对于多组元单一高熔点合金而言，材料熔凝过程存在一个固液共存区间，温度需要略高于固相线温度，使材料发生非均匀熔化，随后通过液相浸润晶界和热量的扩散，剩余固相便发生重排熔解。
在ＳＬＭ、ＬＥＮＳ、ＬＳＦ和ＥＢＭ等成形工艺中常采用以上材料体系粉末。
当材料是多组分的混合料时，由于各组分具有不同熔点，低熔点材料部分会优先熔化，成为粘结剂，而高熔点材料部分作为结构材料，保留其固相核心。
通常高熔点材料是金属，低熔点材料是有机树脂或者金属，例如３Ｄｓｙｓｔｅｍ公司的ＲａｐｉｄＳｔｅｅｌ和ＣｏｐｐｅｒＰｏｌｙａｍｉｄｅ材料系列和ＥＯＳ公司的钢、镍与青铜混合粉体系等。
这种被液相包裹、润湿从而粘结固相颗粒，实现致密化的过程称为液相烧结，常用工艺有金属材料ＳＬＳ。
此外，关于金属材料固相烧结或化学反应结合为机制的增材制造工艺研究也有所报道，Ｋｒｕｔｈ给予了详细描述和分类［５］。
之所以会有不同的成形机制和工艺主要在于材料种类的多样性。
国内外研究人员仍在不断地开发出新的材料体系以满足于市场的需求，以下就逐一介绍增材制造技术中几类重要的金属材料。
１ 钛合金钛合金具有比强度高、耐蚀性好、高温力学性能优良等特点，被广泛应用于各行各业。
但高昂的加工成本和较长的交货周期，限制了其应用范围。
特别地，对于有定制化要求的航空航天和生物医用领域更是突显了传统加工方式的弊端。
钛合金是增材制造技术中率先被广泛研究和应用的合金材料。
Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ（ＴＣ４）合金在航空工业中主要用于框架、梁、接头、叶片等部件上。
该合金具有良好的热塑性和可焊性，非常适合于激光束或电子束快速成形工艺。
美国ＡｅｒｏＭｅｔ公司是史上第一家运用激光快速成形技术实现钛合金构件装机应用的单位，但其ＴＣ４构件即使经过热等静压（ＨＩＰ）或开模铸造加工，性能也达不到锻件标准，无法作为主承力构件。
在“十五”期间，北京航空航天大学王华明教授团队突破激光熔化沉积关键技术，成功制造ＴＣ４钛合金，其室温及高温拉伸、高温蠕变、高温持久、光滑疲劳、缺口疲劳等力学性能均显著超过锻件，该结构件已实现在飞机上的装机应用。
西北工业大学黄卫东教授对ＴＣ４激光立体成形件进行研究，无论是沉积态还是热处理态的力学性能都优于锻造退火态标准和美国ＡｅｒｏＭｅｔ公司激光成形件。
此外，北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室利用电子束熔融工艺快速制备了性能优异的ＴＣ４钛合金试样。
在国外，美国材料与试验协会已出台标准ＡＳＴＭ－Ｆ２９２４－１４“ＳｔａｎｄａｒｄＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｉｔａｎｉｕｍ－６Ａｌｕｍｉ－ｎｕｍ－４Ｖａｎａｄｉｕｍ ｗｉｔｈ Ｐｏｗｄｅｒ Ｂｅｄ Ｆｕｓｉｏｎ”针对ＴＣ４钛合金的铺粉熔覆工艺，这也是增材制造行业为数不多的涉及到具体材料的标准。
可以说，运用增材制造方法制备ＴＣ４钛合金的工艺技术相当成熟，已全面进入市场销售和生产服务。
随后的研究会着重于ＴＣ４成分和工艺参数的进一步优化［６－１０］。
Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｚｒ－１Ｍｏ－１Ｖ（ＴＡ１５）合金属于高Ａｌ当量的近α型钛合金，具有良好的热强性、可焊性和工艺塑性。
和ＴＣ４一样，作为飞机和发动机结构用重要钛合金材料，也已实现在飞机上的装机应用。
激光快速成形ＴＡ１５钛合金的各项性能（包括铣削、镗削、钻削和攻丝等切削工艺性能）与锻件无显著差异［１１］。
退火热处理后的ＴＡ１５合金厚壁件的拉伸力学性能优于锻造退火态的标准［１２］。
Ｔｉ－６Ａｌ－３．５Ｍｏ－１．８Ｚｒ－０．３Ｓｉ（ＴＣ１１）合金主要用于飞机叶片，属于α＋β两相合金，合金中加入少量Ｓｉ增强抗蠕变性能。
２０１０年，贵州黎阳航天动力有限公司与北航一同开展了“大型钛合金整体叶盘激光快速成形技术研究”项目，完成了《ＴＣ１１钛合金整体叶盘激光快速成形制件及零件技术条件》和实体零件的制造，力学性能达到锻件技术标准。
Ｔｉ－４Ａｌ－１．５Ｍｎ（ＴＣ２）合金属于中强钛合金，具有良好的可焊性，主要用作连接管路。
该合金变形能力较差，压力加工成形较困难。
增材制造技术无疑给该合金的制造增添了一缕曙光。
激光熔化沉积退火态ＴＣ２钛合金的室温拉伸性能优异，但其塑性存在明显各向异性。
后处理过程中，退火温度升高增加试样件强度，但不损失其韧性；当退火温度为９５５℃时，经空冷获得的试样件缺口冲击韧度值最高，达到８８８ｋＪ／ｍ２。
Ｔｉ－６Ａｌ－２．５Ｍｏ－２Ｃｒ－０．５Ｆｅ－０．３Ｓｉ（ＴＣ６）是一种密度低、强度高、耐腐蚀的两相钛合金。
其材料成本昂贵，且难以进行锻造加工成形。
经普通退火处理的ＴＣ６钛合金半成品能够满足飞机结构件３００℃以下的使用温度要求。
利用激光立·０６４·材料导报 ２０１４年１１月第２８卷专辑２４体成形工艺制备ＴＣ６钛合金，沉积态和退火态构件均能达到锻件标准。
Ｔｉ－５．５Ａｌ－４Ｓｎ－２Ｚｒ－１Ｍｏ－０．３Ｓｉ－１Ｎｄ（Ｔｉ６０）和Ｔｉ－６Ａｌ－２．８Ｓｎ－４Ｚｒ－０．５Ｍｏ－０．４Ｓｉ－０．１Ｙ（Ｔｉ６００）合金是６００℃高温钛合金主要研究对象，分别由中国科学院金属所和西北有色金属研究院研制。
前者工作温度可达６００℃，用于航空发动机高压段的压气机盘、鼓筒和叶片等零件，随后在此基础上又研制出Ｔｉ－５．８Ａｌ－４．０Ｓｎ－３．５Ｚｒ－０．４Ｍｏ－０．４Ｓｉ－０．４Ｎｂ－０．４Ｔａ（Ｔｉ６０Ａ）钛合金；后者可在６００～６５０℃长期使用，蠕变性能非常优异，适用于高温下持久承力部件。