双波长LPBF DD5单晶

低角度晶界超96%

采用双波长激光粉末床熔融制备的DD5镍基单晶高温合金，在4 mm高度内保持高比例低角度晶界和细小枝晶，优于铸造态。

Wang, Linzhi

Journal of Alloys and Compounds 2025

具体参数

低角度晶界比例

{'zh': '>96.1', 'en': '>96.1'} %

沉积方向取向差

{'zh': '<10', 'en': '<10'} °

一次枝晶间距

{'zh': '1–3', 'en': '1–3'} µm

γ′相平均尺寸

{'zh': '60.3–191', 'en': '60.3–191'} nm

γ′相体积分数

{'zh': '55.9–64.5', 'en': '55.9–64.5'} %

技术优势

杂晶少

双波长激光束缓解LPBF过程的残余应力，从而防止高角度晶界和杂晶的形成。

枝晶细

LPBF制备的DD5一次枝晶间距约为1–3 µm，显著小于铸造态组织。

偏析低

相比于铸造态，LPBF制备的DD5呈现更低的元素偏析，有利于减少热处理工序并避免再结晶杂晶。

应用场景

• 航空发动机涡轮叶片：可直接制造性能接近单晶铸件、晶界少、枝晶细的涡轮叶片，减少后续热处理。
• 高温合金增材制造：双波长LPBF抑制杂晶，为实现高温合金单晶组织的直接成形提供新途径。
• 单晶高温合金修复：可在单晶基体上外延生长出取向一致的修复层，避免高角度晶界和杂晶。
• 激光粉末床熔融：该方法扩展了LPBF在难加工单晶高温合金上的应用，成形组织细化、偏析更低。