NASA開發GRX-810高溫合金，用于飛機和航天器零件金屬增材制造

美國航空航天局NASA開發GRX-810高溫合金，用于飛機和航天器零件的金屬增材制造

美國航空航天局NASA宣布了GRX-810合金的發展，相信它將為飛機和航天器提供更堅固、更耐用的部件。

NASA與俄亥俄州立大學合作，開發了該氧化物分散強化合金，認為該合金適用于高溫應用。

氧化物分散強化合金的氧原子遍布整個合金以增強其強度。正因為如此，該合金有望成為飛機和火箭發動機零件的“優秀候選者”，因為它能夠在達到斷裂點之前承受更惡劣的條件。雖然現有的3D打印高溫合金可以承受高達2000華氏度的溫度，但NASA聲稱其GRX-810的強度是原來的兩倍，耐用性是原來的1000多倍，抗氧化性是原來的一倍。

NASA克利夫蘭格倫研究中心的Tim Smith博士評論道：“這種高溫合金有可能顯著提高航空和太空探索中使用的零部件的強度和韌性”。

Smith和Glenn的同事Christopher Kantzos被認為是GRX-810的發明人。Smith、Kantzos和他們的團隊部署了計算機建模和激光3D打印工藝，將金屬逐層融合在一起，創造出新的合金。

“這種新合金是一項重大成就，”NASA轉型工具和技術項目副項目經理Dale Hopkins補充道?！霸诓痪玫膶?，這很可能是NASA格倫有史以來最成功的技術專利之一?！?/span>

GRX-810是在NASA的變革工具和技術項目下開發的，得到了該機構游戲規則改變發展計劃的支持

3D Systems驗證了GRX-810高溫合金在航空航天應用中的性能

3DSystems公司宣布成功驗證美國航空航天局NASA新型高溫合金GRX-810的性能。這種由NASA開發的氧化物分散強化合金由激光束粉末床聚變（PBF-LB）增材制造公司加工而成，據說具有優異的機械性能和抗極端溫度的能力，是航空航天應用的理想選擇。

GRX-810被描述為航空航天行業的“潛在游戲規則改變者”。據報道，通過其氧化物分散強化機制，它提供了無與倫比的強度、延展性、蠕變壽命和耐熱性組合。這些特性使該合金成為未來用于火箭發動機、渦輪葉片和排氣噴嘴部件等關鍵部件的理想候選者。

3D Systems利用NASA提供的材料，使用其直接金屬印刷（DMP）PBF-LB平臺成功處理并測試了GRX-810的高溫機械性能。這種性能驗證是一個重要的里程碑，證明了材料在不同設備和工藝參數下的性能，并進一步為GRX-810在各種航空航天部件中的使用打開了大門，這些部件需要比傳統鎳基高溫合金更高的性能。

GRX-180高溫合金的成分和相平衡

模型優化后的GRX-810合金的預測相平衡及其成分(基于重量百分比)

GRX-180高溫合金的顯微組織

未經測試的熱等靜壓(HIP) GRX-810粉末經過AM包覆和固結后的顯微組織特征

GRX-180高溫合金的力學性能

五種不同的MPEA合金(NiCoCr, NiCoCr- ods, ODS-ReB, GRX-810和非ODS GRX-810)在制造和HIP條件下在1093°C下進行拉伸/蠕變測試，以比較它們的整體高溫力學性能。還對AM 718, AM 625和鍛造Haynes 230進行了試驗，以與AM中廣泛使用的傳統鍛造高溫合金進行比較。下圖顯示了這些合金在1093℃時的拉伸性能和20mpa蠕變性能。

GRX-180和718高溫合金的對比

與高溫合金718相比，GRX-810的抗氧化性能得到了改善，這可能是GRX-810拉伸和蠕變性能得到改善的原因之一。下圖顯示了GRX-810和高溫合金718在1100°C和1200°C下長達35 h的循環氧化試驗結果。在1093°C的暴露過程中，觀察到每種合金的重量損失歸因于從測試溫度空氣淬火時氧化物的剝落。結果表明，在1093℃時，GRX-810的氧化耐久性優于AM高溫合金718，在1200℃時，GRX-810的氧化耐久性明顯優于AM高溫合金718，而在1200℃時，AM高溫合金718幾乎已經報廢。