核用铁铬铝（FeCrAl）合金增材制造技术：综述

时间：2024-11-07 08:43 来源：长三角G60激光联盟作者：admin 阅读：次

美国北德克萨斯大学材料科学与工程系及敏捷与自适应增材制造中心的科研人员综述了用于核应用的铁铬铝合金增材制造技术的研究。相关论文以“Additive manufacturing of FeCrAl alloys for nuclear applications - A focused review”为题发表在《Nuclear Materials and Energy》上。

重点：
1.介绍与铁铬铝（FeCrAl）合金增材制造（AM）相关的挑战和优势。
2.总结了AM制造的铁铬铝合金的显微组织和相变。
3.综述了AM制备的铁铬铝合金的力学性能和抗氧化性能。
4.讨论了AM制备的铁铬铝合金的辐照响应的发展前景。

铁铬铝合金（FeCrAl）具有优异的高温抗氧化性和机械强度，使其成为各种工程领域（尤其是核领域）具有广泛适用性的前沿材料。除了其独特的性能外，由于通过多功能增材制造技术进行制造的巨大潜力，它们很可能继续在这些应用中占据重要地位。鉴于此，本综述文章对近期研究进行了详尽考察，全面概述了铁铬铝合金增材制造方面取得的进展。文章深入分析了聚变制造过程中遇到的挑战，详细研究了其微观结构特征，评估了其力学和氧化性能，并探讨了其在辐照相关应用中的潜在用途。近期关于AM的铁铬铝合金性能的一些研究成果增强了AM用于制造这些具有挑战性的材料的信心。例如，激光焊接的铁铬铝合金在560°C的温度下辐照高达1.9 dpa，合金力学性能没有下降，并表现出与锻造合金相当的力学性能。
关键词：铁铬铝合金；增材制造；聚变制造的挑战；高温抗氧化性

图1.(a)L-PBF；(b)L-DED的示意图。

图2.激光、液态熔池和气体相互作用过程中熔池吸氧和除氧的路径示意图。

图3.金属凝固形态示意图(a)柱状生长的树状晶粒因凝固收缩而出现裂纹；(b)纳米颗粒的加入促进了等轴晶粒的生长，从而适应了凝固应变。

图4.铝和铬浓度主要问题的铁铬铝合金成分设计图。

图5.304L不锈钢的EBSD图显示：（a）未添加钇的柱状晶粒；（b）添加5wt%钇的等轴晶粒。

图6.(a)STEM图像显示粗附属氧化物颗粒及其相应的EDS图；(b)粗附属氧化物的SAD图；(c)和(d)显示模拟衍射点，突出显示沿[-4 1 0]方向的Y4Zr3O12氧化物和沿[-4 1 0]方向的Al2O3氧化物。

(责任编辑：admin)

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