北京
激光粉末床熔合（LPBF）技术是一种先进的增材制造（AM）技术，通过使用激光束选择性熔合粉末材料，构建具有复杂几何形状的三维部件。然而，在LPBF成形过程中，诸如粉末飞溅，球化，和粉末湿度等因素导致了表面粗糙度高、缺乏熔合缺陷、等不良问题，这些问题严重降低了LPBF的机械性能，阻碍了LPBF技术的发展。这些挑战在IN718高温合金的应用中尤为明显，在这种情况下，实现一致的致密化和显微组织均匀性对于确保可靠的高温性能至关重要。为了解决这些问题，激光多次熔化策略已经成为一种可行的方法，可以改善表面光洁度，帮助致密化，和提高机械性能。
蒙纳士大学团队联合苏州大学，江西理工大学等针对上述问题，提出了一种基于能量输入的时间顺序的重熔策略，旨在通过调整重熔顺序可以调节热历史，从而减少孔隙率和提高力学性能。研究表明，重熔策略制造的样品相比预热策略样品表现出更优异的力学性能。采用重熔策略制造的打印状态样品在垂直方向上的极限抗拉强度为874.0 MPa，屈服强度为615.3 MPa，延伸率为22.6%；在水平方向上的对应值分别为1009.3 MPa、727.7 MPa 和23.4%。经过热处理后，重熔策略制造的样品在高温下表现出显著优异的综合力学性能，其垂直方向的极限抗拉强度为959.7 MPa，屈服强度为792 MPa，延伸率高达23.1%。
除此之外，研究不仅阐明了LPBF过程中缺陷生成的机理，还为通过设计重熔序列实现缺陷抑制提供了可行策略。这一发现对LPBF工艺中原位监测与缺陷控制策略的开发具有重要意义。
具体而言，研究所展示的重熔策略对表面粗糙度变化的稳定性表明，基于实时形貌反馈触发的自适应重熔方案具有闭环控制的可行性。这种方法有望减少每一层对超光滑表面的依赖，从而提高整体工艺的稳定性与效率。
因此，未来对LPBF工艺的优化不仅应包括传统的能量密度调控，还应有意识地设计重熔序列，以控制热积累和表面演化。本研究所得的见解为LPBF工艺的发展提供了新的方向，尤其适用于对近乎致密性和极低缺陷率有严格要求的关键应用场景。
该研究形成研究成果“Influence of remelting sequence on defect generation and high-temperature mechanical properties in laser powder bed fusion of IN718 alloys”发表在国际增材制造顶刊Additive Manufacturing上。
倍丰智能为此次研究提供了设备支持，研究人员使用倍丰SP261设备制备试样，成功制备出强韧性显著优异的IN718高温镍基合金，取得突破性成果，推动了高性能材料研发进程。倍丰智能凭借其卓越的设备技术及专业服务，已经为中国工程物理研究院、中国科学院金属研究所、西北工业大学、东南大学、武汉大学、四川大学等顶尖科研机构和高校提供了全方位支持。未来，倍丰智能将持续深化与这些科研力量的合作，优化设备性能，助力更多科研团队在前沿领域取得更大突破，为国家科技进步贡献力量。
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