原位纳米颗粒强化RAFM钢

粉床氧气氛一步制造

通过SLM过程中引入氧气，原位生成高密度、弥散分布的TiC/TiO核壳纳米颗粒，首次将反应气氛作为合金设计维度，突破了增材制造RAFM钢的高温性能瓶颈。

Zhang, Shubo · Li, Kailun · 张文井 · Menghan, Ma · Li, M. · Xue, Jing · 陈浩 · Rong, Hu · 刘伟

Scripta Materialia 2023

技术优势

省掉预球磨和热等静压

SLM过程中直接生成高密度纳米颗粒，无需机械合金化或热等静压等传统ODS钢的冗长工序。

高温性能碾压现有增材制造

所得材料的高温力学性能优于其他所有增材制造RAFM钢和氧化物弥散强化RAFM钢。

首创核壳纳米颗粒

TiO@TiC核壳结构（TiO核、TiC壳）首次在RAFM钢中报道，强化效果优于单一相。

简单气氛控制即可量产

SLM打印舱内额外加氧即可构建纳米颗粒群，策略可推广到其他合金体系。

应用场景

• 聚变堆结构材料：替代传统RAFM钢，提供更高高温强度与抗辐照潜力。
• 增材制造高温部件：一体打印复杂高温构件，省去后处理工序。
• 氧化物弥散强化钢：以原位合成方式实现弥散强化，替代传统机械合金化ODS路线。
• 纳米颗粒增强合金：通过气氛设计原位引入高密度核壳纳米颗粒，实现合金强化。