在第二次世界大戰(zhàn)以后，出現(xiàn)“高溫合金”一詞來描述一種高性能合金，該類材質(zhì)是專業(yè)為了增加暴露在極端高溫中的飛機(jī)部件的使用期而開發(fā)。高溫合金以鎳、鐵、鈷為基，根據(jù)添加合金原素完成多種金屬特性的超級融合，可以在600℃以上高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作，變成航空航天、石油化工、跑車等多個行業(yè)的支撐材料。

　　Inconel 718的特點與主要用途

　　Inconel 718是含鈮、鉬的沉淀硬化型鎳鉻鐵合金，于1965年逐漸批量生產(chǎn)，它可以固溶多種合金原素且防止析出低延性有害相，在高溫環(huán)境里可保持較高的抗拉強(qiáng)度、較好的塑性以及良好的加工性能機(jī)構(gòu)可靠性，使其成為多領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。據(jù)調(diào)查，當(dāng)今航空航天發(fā)動機(jī)用料總質(zhì)量的一半以上全是鎳基高溫合金，而Inconel 718的使用量已經(jīng)超過全部鎳基合金使用量的三分之一。

　　飛機(jī)發(fā)動機(jī)里的材料遍布

　　依據(jù)卡諾循環(huán)，以更高的溫度運(yùn)行發(fā)動機(jī)能提高能源效率，從而使發(fā)動機(jī)更節(jié)能。從壓氣機(jī)、燃燒倉、渦輪到維護(hù)和支撐發(fā)動機(jī)的機(jī)匣，從航空航天發(fā)動機(jī)里的眾多靜止轉(zhuǎn)動件到各種螺栓緊固件，Inconel 718被廣泛用于制造航空發(fā)動機(jī)的高溫構(gòu)件。特別是當(dāng)今處于領(lǐng)先地位的航空航天發(fā)動機(jī)，Inconel 718的使用量更高，GE公司有名的CF6發(fā)動機(jī)品質(zhì)的三分之一全是該合金，而P&W企業(yè)的PW4000發(fā)動機(jī)中Inconel 718合金的使用量也是超出了該發(fā)動機(jī)品質(zhì)的一半。

　　Inconel 718成為了航空航天運(yùn)用的基石，同時，它仍在核反應(yīng)堆（換熱器管路）、潛艇（螺旋槳葉片、迅速斷掉設(shè)備、協(xié)助推動電機(jī)）、化工（器皿、泵、閘閥、管路）、發(fā)電（工業(yè)氣輪機(jī)）、石油和天然氣工業(yè)（礦井管路、井筒硬件、火把臂）等領(lǐng)域有著關(guān)鍵運(yùn)用。

　　Inconel 718與不銹鋼和鈦合金

　　在嚴(yán)苛溫度條件下的性能方面，鎳基合金（如Inconel 718）可能要優(yōu)于鈦合金或鋼，鎳基合金的氧化防護(hù)層進(jìn)一步提高了物理性能。下表列出了Inconel 718、不銹鋼和鈦合金性能。

　　高性能材料的強(qiáng)度

　　3D打印Inconel 718性能

　　3D打印17-4 PH不銹鋼的特性

　　3D打印316L不銹鋼的特性

　　3D打印Ti6Al4V性能

　　3D打印為Inconel 718產(chǎn)生加工及應(yīng)用潛力

　　選用非3D打印工藝完成鎳基高溫合金所需的設(shè)計可能出現(xiàn)趣味性。當(dāng)使用機(jī)械加工、煅造或焊接等傳統(tǒng)制造方式時，在工藝開始前通常需要淬火，部件的高溫浸蝕、抗蠕變性等會受到影響。Inconel 718合金的增材制造結(jié)果顯示，物理性能并沒有被放棄，甚至可以超出鍛造或煅造零件的特性。

　　此外，Inconel 718因其切削溫度高、冷作硬化嚴(yán)重等問題，屬于典型的難加工材料。針對航空航天運(yùn)用中一般所需的繁雜幾何結(jié)構(gòu)，Inconel 718零件的制造通常很困難且成本高昂。

　　3D打印的Inconel 718發(fā)動機(jī)燃燒倉軸套

　　3D打印的鎳基高溫合金換熱器用以高溫髙壓環(huán)境里

　　3D打印的鎳基高溫合金火箭發(fā)動機(jī)

　　如GE航空這種航空航天企業(yè)已經(jīng)在飛機(jī)發(fā)動機(jī)制造中應(yīng)用3D打印的Inconel 718。在從而實現(xiàn)然料和成本節(jié)省的同時，設(shè)計隨意、零件降低和供應(yīng)鏈效率的提升使增材制造變成航空航天業(yè)關(guān)注的重點。

　　3D打印非常合金的低溫性能也具備運(yùn)用潛力，管道和機(jī)殼、低溫懸架和支撐系統(tǒng)、葉輪或泵結(jié)構(gòu)、閥座、冷凝器、熱管、隔熱設(shè)計、換熱器，以及高孔隙系統(tǒng)中汽體貯存都非常適合高韌性高溫合金的應(yīng)用，其環(huán)境溫度遮蓋從-273℃的低溫到760℃的高溫。

　　粉末金屬發(fā)展及其工業(yè)型金屬3D打印機(jī)的發(fā)展，促進(jìn)了很多領(lǐng)域中間的對話，進(jìn)而釋放了增材制造非常合金的優(yōu)點。

　　注：文中內(nèi)容來自3D打印技術(shù)參照。