增材制造（additive manufacturing, AM）預計將實現高經濟價值金屬材料生產的重大變化，浪費創新和復雜的幾何設計。最大的挑戰是設計與獨特添加劑制造和加工條件兼容的合金，保持材料性能足以應對能源、空間和核應用中的挑戰性環境。

　　鎳基高溫合金在高溫下具有優異的機械性能，是制造飛機發動機、陸地天然氣渦輪件等高溫結構部件的首選材料(SX)渦輪葉片。然而，許多鎳基高溫合金由于凝固而無法焊接γ′相的快速沉淀阻礙了熱應力的松弛，導致應變時效開裂。而金屬的AM基本上，這是一個重復的焊接過程。候選材料通常是可焊合金。該合金不易受熔析開裂或熱裂或固態應力等液相開裂機制的影響，如應變及時性開裂和延展性下降開裂。因此，鎳基高溫合金的添加劑制造需要創新的合金設計。

　　圣巴巴拉分公司和橡樹嶺國家實驗室共同開發了一種高強度、抗缺陷的3D可打印CoNi基高溫合金的成分主要相同Co和Ni，以及少量Al、Cr、Ta激光熔化和W(SLM)熔化電子束(EBM)雖然仍有高體積分數的技術打印無裂紋部件γ?相。由于溶質在凝固過程中的低偏析γ?降低固溶溫度，CoNi基合金凝固后，可緩解開裂，使其印刷和后處理超過1.1 Gpa在室溫下，強度和拉伸延展性大于13%。

　　相關研究成果A defect-resistant Co–Ni superalloy for 3D printing題目發表在Nature communication上。

　　圖1. 基于EBM和SLM增材制造的CoNi基高溫合金。

　　圖2. Bridgman鑄造、EBM和SLM印刷化學偏析后

　　圖3. 定量EPMA圖。EBM和SLM樣品XY平面微結構EPMA元素組成圖。