導(dǎo)讀：據(jù)nasa網(wǎng)站4月12日?qǐng)?bào)道，NASA最近使用3D打印工藝開發(fā)了一種新的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器，并應(yīng)用了新的GRX-810金屬合金，該合金可顯著的提高航空和航天探索中使用的零部件強(qiáng)度和耐久性，從而實(shí)現(xiàn)更好和更持久的性能。

NASA表示GRX-810是一種氧化物彌散強(qiáng)化 (ODS) 合金，可以承受超過2,000華氏度（約合1093℃）的溫度，更具延展性，并且耐久性是現(xiàn)有的最先進(jìn)合金的1,000倍以上。這些新合金可用于制造用于高溫應(yīng)用的航空部件，例如飛機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的部件，因?yàn)镺DS 合金可以在達(dá)到斷裂點(diǎn)之前承受更惡劣的環(huán)境條件。

美國宇航局轉(zhuǎn)型工具和技術(shù)項(xiàng)目副項(xiàng)目經(jīng)理戴爾霍-普金斯（Dale Hopkins）表示：“納米級(jí)氧化物顆粒傳達(dá)了這種合金令人難以置信的性能優(yōu)勢(shì)。”

為這些極端環(huán)境生產(chǎn)ODS合金具有高挑戰(zhàn)性且成本高昂。NASA為了開發(fā)GRX-810合金，機(jī)構(gòu)研究人員使用計(jì)算模型來確定合金的成分。然后，該團(tuán)隊(duì)利用3D打印將納米級(jí)氧化物均勻地分散在整個(gè)合金中，從而提高了其高溫性能和耐用性能。與傳統(tǒng)的制造方法相比，這種制造工藝更高效、更具成本效益且更清潔。

影響和好處

這些合金對(duì)可持續(xù)飛行的未來具有重大影響。例如，當(dāng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，合金的更高溫度和更高的耐久性能轉(zhuǎn)化為減少燃料消耗，并降低運(yùn)行和維護(hù)成本。

這種合金還為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零件設(shè)計(jì)人員提供了新的靈活性，例如更輕的材料以及巨大的性能改進(jìn)。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以考慮他們以前無法考慮的權(quán)衡，而不會(huì)犧牲性能。

突破性性能：材料開發(fā)的革命

NASA的新合金在極端溫度下具有增強(qiáng)的機(jī)械性能。在2,000° F（約合1093℃）時(shí)，GRX-810合金與當(dāng)前最先進(jìn)的合金相比表現(xiàn)出顯著的性能改進(jìn)，包括：

1）抗壓裂強(qiáng)度翻倍

2）壓裂前拉伸/彎曲靈活性的三倍半

3）在高溫應(yīng)力下的耐久性超過1,000倍

“這一突破對(duì)于材料開發(fā)來說是革命性的。隨著NASA旨在改變飛行的未來，新型更堅(jiān)固、更輕的材料發(fā)揮著關(guān)鍵作用，”霍普金斯說。“以前，拉伸強(qiáng)度的增加通常會(huì)降低材料在斷裂前的拉伸和彎曲能力，這就是我們的新合金卓越的原因。”

將增材制造與材料建模相結(jié)合

該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用熱力學(xué)建模并利3D打印來應(yīng)用具有這一突破性性能的新型高溫合金。

“應(yīng)用這兩種工藝大大加快了我們材料開發(fā)的速度。我們現(xiàn)在可以比以前更快、性能更好地生產(chǎn)新材料，”美國宇航局克利夫蘭格倫研究中心的材料研究科學(xué)家、這種新合金的發(fā)明者之一蒂姆-史密斯說。

霍普金斯補(bǔ)充說：“過去需要數(shù)年的反復(fù)試驗(yàn)過程，現(xiàn)在只需要數(shù)周或數(shù)月才能發(fā)現(xiàn)。”

使用熱力學(xué)建模（NASA 2040 Vision Study 中討論的眾多計(jì)算工具之一），該團(tuán)隊(duì)僅在30次模擬后就發(fā)現(xiàn)了最佳合金成分。

與傳統(tǒng)的試錯(cuò)過程相比，該建模工具可在更短的時(shí)間內(nèi)以更低的成本產(chǎn)生結(jié)果。該工具還通過向研究人員展示要加入的金屬類型以及每種元素的注入量來避免死胡同。“這種合金的性能清楚地表明了建模工具的成熟度和產(chǎn)生顯著結(jié)果的能力，”美國NASA格倫中心材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)學(xué)科負(fù)責(zé)人史蒂夫·阿諾德表示。