高温合金和高熵合金都是高性能的金属材料，但它们在成分设计和性能特点上存在一些区别：
高温合金是以铁、镍、钴等为基体元素，能够在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的金属材料。这类合金具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，以及良好的疲劳性能和断裂韧性。高温合金广泛应用于航空航天、能源电力、机械、汽车工业等领域，尤其是作为航空发动机和燃气轮机的关键材料。
高熵合金（High-entropy alloys，简称HEA）是由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。这类合金的一个显著特点是其成分复杂性，理论上会制得原子排列有序而元素排列无序的合金。高熵合金部分可以同时具备高强度和高塑性，打破了传统金属中强塑性难以兼得的困境。高熵合金的研究和应用相对较新，但已经显示出在某些性能上超越传统合金的潜力。
高温合金和高熵合金都具有在极端环境下工作的能力，但高温合金更多地侧重于高温下的稳定性和机械性能，而高熵合金则因其独特的成分设计，展现出多方面的优势，包括但不限于高强度、高塑性以及可能的多元素协同效应。随着材料科学的发展，这两种合金都在不断地被研究和改进，以满足日益增长的工业需求。
根据AMPower的研究报告，到2028年，高温合金和钛合金是增材制造的主流材料，增材制造用镍基合金的销量在2028年有望接近1万吨，钛合金也将保持良好的增长态势。
本期，通过节选近期国内高温合金、高熵合金在增材制造方面的实践与研究的多个闪光点，3D科学谷与谷友一起来领略的这一领域的研究近况。
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增材制造单晶镍基高温合金微观组织热稳定性及耐磨性能
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任晨宇1林思聪1陈凯1张丹利1周光妮2梁晓晴2罗思海2何卫锋2
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室2. 空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室
摘要：
提升耐磨性能对单晶镍基高温合金涡轮叶片榫头处的安全服役具有重要意义。本研究采用激光增材制造方法制备的单晶镍基高温合金SRR99为研究对象，通过表征增材制造样品以及其经过服役温度退火后的晶体取向分布、γ强化相形貌、枝晶间距，确认了增材制造合金具有良好的微观组织热稳定性。通过硬度测量与纳米划痕实验，得到相比于传统铸造样品，增材制造样品硬度较高，且其摩擦系数也具有数值低、离散性小的特点，此外，该优点在经过服役温度退火后仍能保持。
综上所述，本研究证明了增材制造方法制备的单晶镍基高温合金样品拥有优异的组织热稳定性和耐磨性能，为激光增材制造技术应用于单晶镍基高温合金涡轮叶片榫头的修复与提性延寿提供了实验支撑。
3D打印镍基合金GH3536化学机械抛光机理研究
杭伟1王应刚1韦岚清1韩云晓1马毅2陈泓谕1
浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点试验室2. 南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心
摘要：
目的：实现无瑕疵的3D打印镍基合金GH3536超光滑镜面，揭示镍基合金GH3536在不同成分溶液下的化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing， CMP）去除机理。
方法：本文采用单因素实验法通过CMP对其展开研究。采用电化学测试技术和X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy， XPS）分析3D打印镍基合金GH3536在不同pH值、氧化剂浓度和抛光液种类的溶解/钝化行为。
结果：当pH值在3～3.5、H2O2浓度为10%时可获得最优的材料去除率（MRR为20.24 nm/min）和表面粗糙度（Surface Roughness， 其中Ra为0.684 nm， Sa为1.699 nm），CMP抛光面可达到超光滑低损伤的镜面效果。并且根据电化学和XPS测量结果，建立了化学反应方程，确定了去除机理。具体为：在化学机械抛光过程中，镍基合金GH3536表面首先被H2O2氧化成Ni、Fe等氧化物。然后，在酸性H+作用下，氧化物转化为Ni2+、Ni3+和Fe3+等多价离子。最终，多价离子会与柠檬酸发生络合反应生成较软的柠檬酸盐络合物，在CMP抛光中发生去除。
结论：采用CMP加工的3D打印镍基合金 GH3536比传统电化学加工后的表面粗糙度更低，表面形貌更好，可用于对面型精度要求较高的镍基合金的超精密加工。并基于电化学测试技术和XPS深度剖析的方法有效揭示了镍基合金 GH3536 的材料去除机理，获得了不同pH值、氧化剂浓度和不同抛光液种类对材料去除机理的规律。为获得新型高质量表面的3D打印合金材料提供指导意义。
基于晶界工程调控增材制造Inconel 718合金的腐蚀性能
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丁雨田1,2孙富豪1,2许佳玉1,2刘博1,2,3高钰璧1,2张东4
兰州理工大学材料科学与工程学院2. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室3. 天水师范学院机电与汽车工程学院4. 金川集团股份有限公司镍钴资源综合利用国家重点实验室
摘要：
采用电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站中极化曲线和阻抗曲线等手段，研究了不同晶界工程处理(变形量为5%, 10%和20%，退火制度为1150℃/0.5 h)对选区激光熔化成形Inconel 718合金(SLM-Inconel 718合金)的晶界特征分布和腐蚀性能的影响。
结果表明，当压缩变形量为10%+退火制度为1150℃/0.5 h时，SLM-Inconel 718合金基本完成了再结晶，其微观组织由细小的再结晶晶粒以及退火孪晶组成；在此工艺下合金的平均晶粒尺寸最小，为4.5μm；同时，合金中低ΣCSL (重合位置点阵倒数)晶界(3≤Σ≤29)的比例为64.23%，Σ3晶界的比例为50.03%，Σ9+Σ27的晶界比例为13%，特殊三叉晶界比例中J2 (三叉晶界中含2条低ΣCSL晶界)晶界比例为44.3%, J3 (三叉晶界中含3条低ΣCSL晶界)晶界比例为26.5%，表明10%+1150℃/0.5 h处理后的样品中的特殊晶界要远高于其他晶界工程处理(5%+1150℃/0.5 h和20%+1150℃/0.5 h)的样品；此外，SLM-Inconel 718合金经10%+1150℃/0.5 h晶界工程处理后，平均腐蚀速率为1.8×10-4 mm·year-1，其腐蚀速率相较于5%+1150℃/0.5 h和20%+1150℃/0.5 h晶界工程处理的样品分别降低了6倍和5.5倍。
激光熔覆功率对FeCrNiCoMoBSi高熵合金涂层电化学腐蚀性能的影响
解芳1,2翟长生1,2,3荣海松1,2郑红星3周宏胭1,2武冰冰1,2张欣1,2张拯恺1,2
南阳理工学院河南省增材制造航空材料工程研究中心2. 南阳理工学院南阳市增材制造技术与装备重点实验室3. 岩柏增材智造(徐州)科技有限公司
摘要：
探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示，HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备的HEA涂层表现出最低的自腐蚀电流密度(0.425μA/cm2)、最高的自腐蚀电位(-0.16852V)以及最大的极化阻抗(69 616Ω)，其阻抗模值为1 143Ω·cm2，分别是1 800,2 500和4 500 W功率激光熔覆涂层的8.65倍、4.91倍和7.14倍，且其最大相位角为76.23°，均高于其它三种涂层。
综合评估显示，采用3 000 W功率制备的HEA涂层具有出色的电化学腐蚀性能。这是由于其单一的FCC晶体结构、抗腐蚀的铁镍合金相和单质铬相、良好的晶体结晶度、细化的晶粒尺寸以及卓越的钝化效应，使其电化学腐蚀性能显著优于其他功率制备的涂层。
激光增材制造AlMoxNbTayTiZr难熔高熵合金的高温氧化性能
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张智博、李卓、苏冰、申春杰、任鹏吉
北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室
摘要：
难熔高熵合金具有优异的高温力学性能，但高温抗氧化能力一直是其应用的限制因素之一。利用激光增材制造技术设计并制备AlNbTaTiZr，AlMoNbTiZr，AlMoNbTaTiZr和AlMo0.5NbTa0.5TiZr四种难熔高熵合金，测试其在900 ℃和1000 ℃两种温度下的氧化增重情况并研究不同试样的氧化层结构，对比分析Mo，Ta两种元素对AlNbTiZr基难熔高熵合金高温氧化性能的影响。
结果表明：激光增材制造制备的四种高熵合金沉积态均为BCC＋HCP双相结构，枝晶干以高熔点BCC相为主，少量富含Al，Zr元素的HCP相分布在枝晶间；四种高熵合金在900 ℃与1000 ℃长时间氧化时AlNbTaTiZr表现出最佳的抗氧化性，以Ta替代Mo一定程度上提升了难熔高熵合金的抗氧化性能。
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