高温合金WAAM零件需要精细的热管理,以应对电弧沉积工艺固有的显著残余应力。初始的去应力退火对于防止如Inconel 718和Hastelloy X等合金的变形至关重要。随后进行完整的热处理循环——固溶处理和时效处理——以溶解不良的第二相并析出强化γ'相。对于镍基高温合金,这些热处理工艺对于发展必要的微观结构至关重要,以在航空航天涡轮应用中维持高温下的强度和抗蠕变性能。
由于WAAM高温合金易产生未熔合缺陷和微孔隙,热等静压(HIP)对其尤其有价值。同时施加高温和等静压能有效消除内部空隙并提高材料致密度,显著增强蠕变断裂强度和疲劳寿命。对于用于发电应用(其中持续载荷下的可靠性至关重要)的部件,与沉积态材料相比,HIP可将高温耐久性提高30-50%。
WAAM部件粗糙的沉积表面需要大量的CNC加工以达到最终尺寸并去除热影响表面层。对于高温应用,这种加工对于创建精确的密封面和配合界面至关重要。加工后,采用喷丸等专门的表面处理技术引入压应力,可显著提高高温下的抗疲劳性能。对于极端环境应用,可施加热障涂层(TBC)以保护基材免受氧化和热降解。
全面的材料测试与分析可验证WAAM高温合金是否满足严格的性能要求。这包括微观结构检查以验证相稳定性、室温和高温下的机械测试,以及确保内部完整性的无损检测。对于石油和天然气或航空航天领域的关键应用,额外的专门测试,如应力断裂测试和抗氧化性验证,可确保部件在其整个使用寿命期内可靠运行。