德国研究人员在最近发表的“ 单晶镍基高温合金（SX）的蠕变特性：常规铸造和添加剂制造的CMSX-4材料之间的比较 ”中详细介绍了他们在高温合金中的蠕变特性。作者比较了两种不同类型的单晶Ni基高温合金的微观结构和蠕变性能。
单晶镍基高温合金（SX）与航空航天，能源等应用极为相关; 例如，这些金属可用于制造涡轮叶片 - 但它们必须能够在超过1000°C的极端温度下处理机械负载，并在蠕变状态下运行。CMSX-4材料具有研究人员称之为良好的蠕变强度，因为它们由耐火元素（W，Ta，Re）组成。
从本研究中研究的材料中获取的γ/γ'微结构的TEM显微照片。（a）完全热处理的铸造SX。（b）热处理的SEBM SX材料。使用选择区域电子衍射（SAED）将颗粒鉴定为L12-颗粒。
这些材料无论如何都不是研究人员的新研究课题，但作者希望了解在加工过程中蠕变特性是否发生变化，特别是在使用增材制造时。选择SEBM作为生产方式，因为它能够生产Ni基超级合金作为单晶。
“SEBM代表了一种粉末床添加剂制造技术，其特点是凝固率高，热梯度高，”研究人员表示。“因此，与布里奇曼加工材料相比，偏析的规模和初级枝晶臂间距可以小两个数量级。”
SEBM SX处理的示意图。（a）SEBM处理步骤。（b）交叉蛇孵化SEBM融化策略。
他们使用了以下微型蠕变评估测试：
通过扫描和透射电子显微镜（SEM和TEM）检查结果。该团队注意到两个横截面都是“厚度约1毫米的小外部多晶边缘，非常细的晶粒”。在高温/低应力状态下，所有三种物质状态都表现出相似的行为; 然而，当比较三种材料状态时，低温/高应力状态显示出蠕变行为的“显着”差异。
“在竣工材料状态下，从SEBM棒顶部取出的样品（红色圆圈）显示出比从棒材中间取出的样品更高的破裂应变和更长的破裂寿命（黑色方块） ），“研究人员说。“经过多步热处理后，从棒材中间取出的样品（绿色三角形）比从热处理过的SEBM棒材（蓝色钻石）顶部取得的样品更快地积聚蠕变应变“。
从不同的棒位置取得的竣工和热处理SEBM蠕变试样的蠕变行为。（a）来自高温低应力蠕变状态（1050℃，160MPa）的蠕变数据。（b）来自低温和高应力蠕变状态（850℃，600MPa）的蠕变数据。详情请见文字。
“早先形成的条形区域表现出较大的γ'粒子和较宽的γ-通道。结果，它们变形更快。在均质化和沉淀热处理之后甚至可以检测到这种效果。需要进一步研究，以找出为什么热处理不能消除这种影响，“研究人员总结道。