航空航天產(chǎn)業(yè)對高性能、低成本的零部件需求日益增長，新型材料與制造工藝的應(yīng)用受到關(guān)注。增材制造鎳基高溫合金，將鎳基高溫合金的優(yōu)良高溫性能與增材制造工藝的高效率、低成本優(yōu)點相結(jié)合，可以制造出滿足航空航天產(chǎn)業(yè)需求的耐高溫、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件。
　　增材制造（AM），也稱3D打印，其將材料逐層堆積實現(xiàn)一體化成型，是一種凈成形工藝，材料利用率高，后處理需求少，可以制造形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件，能夠降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，并能夠滿足小批量、定制化零部件生產(chǎn)需求。金屬增材制造利用激光、電子束、電弧等工藝熔融金屬來打印工件，獲得的產(chǎn)品內(nèi)部微觀組織獨特，能夠提高產(chǎn)品性能，在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中發(fā)展?jié)摿Υ蟆?BR>　　金屬增材制造可以采用鎳基高溫合金為材料。鎳基高溫合金具有優(yōu)良的耐高溫性、高溫強度、高溫抗氧化性，能夠長期工作在高溫環(huán)境中，可以廣泛應(yīng)用在燃氣輪機葉片、航空發(fā)動機燃燒室與渦輪葉片、衛(wèi)星推進系統(tǒng)耐高溫部件、核反應(yīng)堆容器管道、石油化工催化裂化裝置等制造領(lǐng)域。金屬增材制造為鎳基高溫合金復(fù)雜零部件制備帶來機遇，增材制造鎳基高溫合金市場發(fā)展空間大。
　　經(jīng)過多年發(fā)展，鎳基高溫合金研制技術(shù)日益成熟，牌號不斷增多，但較多產(chǎn)品無法適應(yīng)增材制造過程中快速熔化冷卻的溫度變化，容易出現(xiàn)裂紋問題。因此，可以避免開裂問題、具有良好性能穩(wěn)定性、能夠保證成型工件品質(zhì)的增材制造鎳基高溫合金研究極為重要。
　　常見的增材制造鎳基高溫合金主要包括IN718（Inconel718）、IN625（Inconel625）、Hastelloy X、IN738LC、CM247LC等。其中，IN718（Inconel718），是沉淀強化型鎳基高溫合金，具有良好的加工性、焊接性，以及耐應(yīng)力開裂性，適合應(yīng)用在增材制造領(lǐng)域，且強度通過增材制造工藝可以提升；IN738LC，是γ相沉淀強化型鎳基高溫合金，屬于難焊高溫合金，強度高、塑性較差，增材制造過程中易出現(xiàn)裂紋問題。
　　受高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動，我國在增材制造鎳基高溫合金領(lǐng)域研究不斷深入。2023年4月，天津大學(xué)團隊將鋯（Zr）引入鎳基高溫合金（Haynes 230）中，當(dāng)Zr含量達到1wt.%時，形成連續(xù)的枝晶間液膜，這種Zr改性的Haynes 230合金具有優(yōu)異的強度與塑性，采用激光增材制造工藝打印得到的產(chǎn)品裂紋完全消除，相關(guān)研究成果發(fā)表于《Acta Materialia》期刊。