高氮钢超声增材

强度提升

通过同轴超声辅助减少氮损失并细化晶粒，获得高强度和高延伸率的高氮钢增材制造件。

Jiawen, Luo · He, Zhizheng · Zihuan, Hua · 范成磊

Metals 2025

参数信息

氮损失降低幅度

29.17 %

抗拉强度

919.1 MPa

抗拉强度提升量

100 MPa

延伸率提高量

10 %

氮含量

0.70 wt.%

最大氮损失

0.22 %

焊接电压范围

24.5–30 V

超声功率范围

0–2 kW

技术优势

氮损失最多降三成

同轴超声的空化搅动抑制了氮的逸出，0.70 wt.%焊丝的氮损失降低了29.17%，使熔池保留更多氮以稳定奥氏体。

强度再涨一百兆帕

更好的氮保留强化了固溶并细化了组织，使抗拉强度提高了100 MPa，最高达919.1 MPa。

延伸率增加近一成

奥氏体含量的增加提高了塑性，超声辅助试样的延伸率比无超声时高出近10个百分点。

硬度分布更均匀

超声促进的晶粒细化和组织均匀化使整个试样的硬度波动减小，避免局部软点。

应用场景

• 高性能钢结构：高强度与均匀硬度满足承载结构件的安全要求，可替代传统高氮钢锻件。
• 金属增材制造：解决了高氮钢增材中氮损失和性能劣化的关键工艺瓶颈，可直接用于打印高性能部件。
• 航空航天结构件：轻量化高强韧零件可承受复杂飞行载荷，且超声辅助提高可靠性，适合航空承力件。