为何在WAAM中使用Inconel、Hastelloy和钛合金？

WAAM的材料选择

在电弧增材制造（WAAM）中，材料选择取决于机械性能、可焊性和高温稳定性。诸如Inconel 718、Hastelloy X以及像Ti-6Al-4V这样的钛合金等级，结合了良好的电弧稳定性与抗变形和抗氧化能力。这使得它们适用于逐层沉积，而不会损害结构完整性。

镍基合金如Inconel和Hastelloy在超过800°C的温度下仍保持高抗拉强度。它们的可焊性和可控凝固行为使得WAAM能够实现完全致密的构建，且裂纹最少。这些合金广泛应用于涡轮机匣、燃烧室衬里和高压管道，通常随后进行后处理以增强抗疲劳性。

用于轻量化结构的钛合金

钛合金为WAAM应用提供了最佳的强度重量比，尤其是在减重至关重要的领域——特别是航空航天和航空应用。诸如Ti-6Al-4V的合金表现出优异的层间粘合性和低残余应力，使得能够生产大型、近净形结构而不会产生过度变形。它们可以通过CNC加工高效完成，以达到公差要求。

对于涉及蠕变和氧化控制的严苛环境，镍基和钛合金都可以通过使用热障涂层进一步优化，以延长使用寿命。

应用与性能

WAAM与这些材料的结合，使得能够经济高效地生产大型部件，这些部件若采用锻造或铸造则具有挑战性或不经济。诸如发电和石油与天然气等行业受益于耐腐蚀的Hastelloy结构，而航空航天领域则依赖钛和Inconel用于轻量化且耐高温的组件。这些合金为WAAM提供了稳定的工艺窗口，支持牢固的冶金结合和最小的孔隙率。