精密成形工程

作者：祁宏强, 严明

单位：南方科技大学 材料科学与工程系,广东 深圳 518052

关键词：难熔高熵合金,增材制造,高温氧化,热障涂层,微观结构

基金：国家自然科学基金面上项目（52271032）

难熔高熵合金（Refractory High-Entropy Alloys, RHEAs）因在超高温环境下仍能展现优异的力学性能,被视为极具潜力的新一代高温结构材料,但其固有抗氧化能力不足的特点限制了其实际应用。增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术作为一种新兴的材料加工技术,能够实现复杂构件的成形,并通过独特的凝固特征影响材料的高温氧化行为,因此成为当前研究热点。本文综述了近年来增材制造难熔高熵合金（Additive Manufacturing-Refractory High-Entropy Alloys, AM-RHEAs）的氧化研究进展。首先简要介绍了合金设计、典型增材制造工艺及金属氧化的基本理论。随后系统总结了增材制造对氧化行为的双重作用：一方面,快速冷却生成的细晶与多级次组织有助于保护性元素的快速扩散和致密氧化膜的形成;另一方面,孔隙、裂纹与残余应力等缺陷则加速了氧渗透并诱发了膜层剥落。不同合金体系的对比结果表明,含Al合金能形成稳定的α-Al2O3膜,含Cr或Si合金则通过生成Cr2O3、SiO2或复杂氧化物实现协同防护。此外,系统归纳了提升AM-RHEAs抗氧化性能的策略,涵盖了热等静压、退火等后处理技术,以及铝化、硅化和高熵硅化物涂层等表面工程方法。然而当前仍存在长期服役机理不清、工艺参数与性能关联不足等问题。未来需进一步结合多尺度计算模拟与原位表征技术,深化对复杂环境下氧化行为的理解,以推动AM-RHEAs在极端环境下的工程化应用。

来源：2025年第12期

《精密成形工程》期刊编辑部

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