鉬和鉬合金由于具有高熔點(diǎn)、耐高溫、緩慢蠕變、低膨脹、高導(dǎo)熱性和高耐腐蝕性等優(yōu)異的特性，已廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、電子工業(yè)和核電設(shè)施。鉬和鉬合金由于其熔點(diǎn)高（大塊鉬的熔點(diǎn)為2623°C），通常采用粉末冶金工藝制備，以及通過焊接和鍛造來制造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件。這些過程通常消耗大量時(shí)間，并且難以制備復(fù)雜零件。最近，激光增材制造技術(shù)的發(fā)展為復(fù)雜形狀的鉬和鉬合金部件的快速近凈成形提供了可能性。然而，鉬和鉬合金具有高熔點(diǎn)且脆性較高，主要的挑戰(zhàn)是如何制備高密度和無裂紋的鉬合金和鉬合金。

選區(qū)激光熔化（SLM）對鉬和鉬合金的制造具有非常大的吸引力，因?yàn)樗梢钥焖僦苽涑鰪?fù)雜形狀零件。為了減少SLM制備鉬零件的氣孔和裂紋，通過使用高純度鉬粉，通過工藝參數(shù)優(yōu)化、La2O3顆粒添加和熱等靜壓（HIP）處理，制備出幾乎致密的難熔鉬金屬。

近日，沈陽航空航天大學(xué)、中國工程物理研究院材料研究所、華北工業(yè)大學(xué)研究人員利用激光選區(qū)熔化技術(shù)，無需預(yù)熱程序成功制備出近乎致密的難熔鉬金屬試樣，通過添加L2O3和熱等靜壓進(jìn)一步提高樣品致密度。加入La2O3后，裂紋密度從208/mm2降至96/mm2，減少了2倍以上。對樣品進(jìn)行熱等靜壓處理以后，孔隙率明顯降低，樣品Mo-0.9wt%La2O3的相對密度最高達(dá)到99.6%。

相關(guān)研究成果以“Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated byselective laser melting”為題，發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域期刊《International Journal of Refractory metals and Hard Materials》（中科院1區(qū)Top期刊），沈陽航空航天大學(xué)、中國工程物理研究院材料研究所、華北工業(yè)大學(xué)為論文通訊單位，中國工程物理學(xué)研究院機(jī)械制造技術(shù)研究所研究人員參與研究工作。該項(xiàng)研究工作得到四川省科技計(jì)劃（No.2020ZDZX0017）和國家自然科學(xué)基金（No.51871203）的支持。

（a）Mo粉末和（b）La2O3粉末的形態(tài)。

選擇工藝參數(shù)和相應(yīng)的體能量密度制被小體積Mo樣品

激光功率和掃描速度對熔融軌跡連續(xù)性的影響。

不同體能量密度樣品的孔隙率

用表3中列出的工藝參數(shù)制備的16個(gè)小體積樣品的OM圖像。孔隙由白色箭頭指示。

（a）Mo和（b）Mo-0.9wt%La2O3的SLM樣品的上表面處的裂紋，（c）兩個(gè)樣品的裂紋數(shù)密度。

OM圖像顯示了樣品（a）SLM-Mo、（b）SLM-Mo-0.9wt%La2O3、（c）HIP-Mo和（d）HIP-Mo-0.9wt%La2O3的孔隙，以及（e）這些樣品的孔隙率。

結(jié)果表明當(dāng)SLM體能量密度在250–280J/mm3范圍內(nèi)時(shí)，SLM制備的小體積樣品的相對密度可以大于99.7%。對體能量密度為259J/mm3的大塊SLM樣品，添加0.9%的La2O3可將孔隙率從0.76%降低到0.63%。經(jīng)HIP處理后，可獲得99.6%的最高相對密度。所有樣品僅在表面存在裂紋，而在零件內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋。此外，加入La2O3后，表面裂紋變窄，裂紋密度顯著降低大約2倍。

論文引用：

Guan, Baosheng, Yang, Xiaoshan, Tang, Jingang, Qin, Lanyun, Xu, Mingang, Yan, Yuanqiang, Cheng, Yichao and Le, Guomin, Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated by selective laser melting, International Journal of Refractory metals and Hard Materials, 2023,106123