以下文章來源于 有色標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量

 一、標(biāo)準(zhǔn)制定背景及必要性

高熵合金(high-entropy alloys, HEAs)是近年來提出的新合金體系，不同于傳統(tǒng)的合金材料單一元素為主的合金設(shè)計(jì)策略，高熵合金是由多種金屬元素以等原子比或近等原子比的成分組成，每個(gè)組元的原子分?jǐn)?shù)在5%～35%之間。目前，根據(jù)高熵合金的性質(zhì)和特點(diǎn)，總結(jié)出高熵合金的四大效應(yīng)：(1)熱力學(xué)上的高熵效應(yīng);(2)結(jié)構(gòu)上的晶格畸變效應(yīng);(3)動(dòng)力學(xué)上的遲滯擴(kuò)散效應(yīng);(4)性能上的“雞尾酒”效應(yīng)。高熵合金的出現(xiàn)使合金設(shè)計(jì)從相圖邊角擴(kuò)展到中間，極大拓展了合金設(shè)計(jì)領(lǐng)域，近些年來，有關(guān)高熵合金的研究逐漸成為材料領(lǐng)域的國際熱點(diǎn)。得益于采用傳統(tǒng)制造工藝成功制造出高熵合金并用于各種不同的場合，3D打印高熵合金在近年來也得到了飛速發(fā)展。

高熵合金與傳統(tǒng)合金相比，其具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐磨、耐高溫、抗輻射以及軟磁性等優(yōu)異的綜合性能，應(yīng)用范圍廣，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)、硬質(zhì)刀具工業(yè)、海洋工程、核工業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜金屬零件的應(yīng)用上具有很大的優(yōu)勢，如在高溫、高壓、高速等條件下其依然能夠維持較好的力學(xué)性能，可被用來服役于一些惡劣環(huán)境，例如在航空航天、核能工程等方面;另一方面高熵合金具有優(yōu)異的耐蝕性，常被用來生產(chǎn)化工器皿、渦輪葉片等長期在侵蝕性溶液里使用的零件。還有一些高熵合金在電學(xué)、磁學(xué)等方面性能優(yōu)異，可以被用在電子通信等方面，例如變壓器、磁頭、磁盤等。高熵合金因其在動(dòng)態(tài)載荷條件下顯示出卓越的抗壓強(qiáng)度、出色的耐腐蝕性、優(yōu)異的高溫性能以及在環(huán)境溫度和低溫下的機(jī)械響應(yīng)性，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

高熵合金具有廣闊的市場前景，但目前我國尚未對增材制造用高熵合金粉制定相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有統(tǒng)一的技術(shù)要求和檢驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)范。制定該粉末材料的國家標(biāo)準(zhǔn)旨在引導(dǎo)高熵合金的研究和開發(fā)有序開展，同時(shí)加強(qiáng)供需雙方的技術(shù)理解和交流，引導(dǎo)和規(guī)范該產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，滿足市場相關(guān)領(lǐng)域的不同需求，對于促進(jìn)增材制造用高熵合金粉的發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的意義。同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)的制定能夠有效的對增材制造用高熵合金粉末的生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝等活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范，有利于提高增材制造用高熵合金粉末的產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)粉末的市場應(yīng)用。針對不同增材制造工藝的要求，對高熵合金粉末的化學(xué)成分及物理化學(xué)性能進(jìn)行了規(guī)定，以解決當(dāng)前增材制造用高熵合金粉末無標(biāo)準(zhǔn)可依、粉末性能參差不齊的問題。

 二、標(biāo)準(zhǔn)制定過程

2021年3月16日-18日，在江蘇蘇州組織召開會(huì)議，會(huì)議對本項(xiàng)目進(jìn)行了任務(wù)落實(shí)。江蘇威拉里與參編單位成立標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，對目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行分解，明確成員的任務(wù)要求，制定工作計(jì)劃和進(jìn)度安排。由于該標(biāo)準(zhǔn)為首次制定，項(xiàng)目運(yùn)行以來，工作組成員查閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，收集、整理、對比分析了相關(guān)企業(yè)的技術(shù)資料，同時(shí)也對公司內(nèi)部生產(chǎn)的高熵合金粉末相關(guān)產(chǎn)品檢測分析報(bào)告、用戶使用狀況等進(jìn)行了相關(guān)資料的收集整理;對國內(nèi)從事高熵合金粉末制造、研發(fā)以及生產(chǎn)單位進(jìn)行了調(diào)研，了解其工藝、產(chǎn)能、規(guī)格及質(zhì)量控制水平等基本情況，并對相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行匯總、分析。結(jié)合調(diào)研情況和公司近年來在高熵合金粉末生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)，以公司現(xiàn)有相關(guān)質(zhì)量文件和高熵合金粉末企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，于2021年04月底完成標(biāo)準(zhǔn)討論稿。

2021年05月13日-14日，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和全國增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)共同組織在浙江寧波召開本標(biāo)準(zhǔn)的討論會(huì)。與會(huì)代表對本標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿和編制說明進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的討論，并提出修改意見。2022年7月標(biāo)準(zhǔn)制定工作組對收集到的意見進(jìn)行整理，共收到了19條意見，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿意見匯總處理表。同時(shí)對標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿進(jìn)行修改，于2022年07月完成標(biāo)準(zhǔn)的送審稿和編制說明。

202208月15日-16日，國家標(biāo)準(zhǔn)《增材制造用高熵合金粉》審定會(huì)由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和全國增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主持，于廣州召開。會(huì)議對標(biāo)準(zhǔn)送審稿進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的討論。與會(huì)專家經(jīng)過討論后一致認(rèn)為：本標(biāo)準(zhǔn)的制定遵循了滿足用戶需求、技術(shù)內(nèi)容合理、檢驗(yàn)方法可行的原則，并且充分考慮了生產(chǎn)企業(yè)、使用單位及相關(guān)各方的意見和建議。本標(biāo)準(zhǔn)對我國增材制造用高熵合金粉具有較強(qiáng)的規(guī)范和指導(dǎo)作用，達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。

 三、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)選取應(yīng)用較為廣泛且相對成熟的高熵合金粉末，批量化生產(chǎn)增材制造用高熵合金粉末的牌號主要有FeCoNiCrMn、FeCoNiCrAl、FeCoNiCrTi、FeCoNiCrMo、FeCoNiCr，這五種高熵合金化學(xué)成分中各主元素按照等原子比或近原子比構(gòu)成，然后換算成對應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù);雜質(zhì)元素主要包含氧、氮?dú)怏w元素以及碳、磷、硫等雜質(zhì)。通過調(diào)研相關(guān)單位生產(chǎn)的高熵合金粉末化學(xué)成分報(bào)告以及實(shí)際應(yīng)用需求設(shè)置恰當(dāng)合理的化學(xué)成分范圍。其中產(chǎn)品中主元素Fe、Mn、Ni、Mo、Co、Cr、Al、Ti以及雜質(zhì)元素C、S、P、O、N含量分析按供需雙方協(xié)商確定的方法進(jìn)行。

高熵合金粉主要采用真空感應(yīng)熔煉惰性氣體霧化法、等離子旋轉(zhuǎn)電極法等工藝進(jìn)行制備，不同工藝所制備的高熵合金粉的粒度區(qū)間有差別，但可通過篩分進(jìn)行粒度調(diào)節(jié)。根據(jù)激光粉末床熔融、電子束粉末床熔融以及激光定向能量沉積等不同工藝技術(shù)要求，參考江蘇威拉里新材料科技有限公司、礦冶科技集團(tuán)有限公司、北京科技大學(xué)、盤星新型合金材料(常州)有限公司、浙江亞通焊材有限公司、寧波眾遠(yuǎn)新材料科技有限公司、西安賽隆金屬材料有限責(zé)任公司等7家單位提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，充分討論后確定產(chǎn)品的粒度應(yīng)符合表1的規(guī)定。

粉末松裝密度是粉末在規(guī)定條件下自由充滿標(biāo)準(zhǔn)容器后所測得的堆積密度，即粉末松散填裝時(shí)單位體積的質(zhì)量，是粉末的一種工藝性能。松裝密度是粉末多種性能的綜合體現(xiàn)，可以反映出粉末的密度、顆粒形狀、顆粒密度和表面狀態(tài)、粉末的粒度及粒度分布等。粉末顆粒形狀越規(guī)則、顆粒表面越光滑、顆粒越致密，粉末的松裝密度會(huì)越大。通常情況，松裝密度隨顆粒尺寸的減小、顆粒非球狀系數(shù)的增大以及表面粗糙度的增加而減小。較高的粉末松裝密度有利于增材制造工藝的設(shè)置和優(yōu)化，并確保增材制造最終產(chǎn)品的致密度達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)品要求。

產(chǎn)品的松裝密度應(yīng)符合表2的規(guī)定。

振實(shí)密度是粉末在容器中經(jīng)過機(jī)械振動(dòng)達(dá)到較理想排列狀態(tài)的粉末密度，其相對于松裝密度增大的百分?jǐn)?shù)是粉末多種物理性能，如粉末粒度及其分布、顆粒形狀及其表面粗糙度、比表面積等的綜合體現(xiàn)。粉末振實(shí)密度越大，說明粉末的相對流動(dòng)性越好。

產(chǎn)品的振實(shí)密度應(yīng)符合表3的規(guī)定。

流動(dòng)性是指以一定量粉末流過規(guī)定孔徑的標(biāo)準(zhǔn)漏斗所需要的時(shí)間，通常采用霍爾流速漏斗，流動(dòng)性單位為s/50g，表征粉末流動(dòng)的難易程度，數(shù)值越小流動(dòng)性越好。粉末的粒度、濕度、靜電以及粉末是否為球形均會(huì)影響粉末的流動(dòng)特性。無論對于鋪粉還是送粉的增材制造工藝，粉末的流動(dòng)性均會(huì)影響增材制造過程和制件性能。

產(chǎn)品的流動(dòng)性應(yīng)符合表4的規(guī)定。

產(chǎn)品的外觀呈灰色或黑灰色，應(yīng)無結(jié)塊，無目視可見夾雜物。

 四、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施意義

本標(biāo)準(zhǔn)的制定有效規(guī)范了增材制造用高熵合金粉末的生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝等內(nèi)容，大大提高了增材制造用高熵合金粉末的產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)了粉末的市場應(yīng)用。針對不同增材制造工藝的要求，對高熵合金粉末的化學(xué)成分及物理化學(xué)性能進(jìn)行了規(guī)定，解決了當(dāng)前增材制造用高熵合金粉末無標(biāo)準(zhǔn)可依、粉末性能參差不齊的問題。

本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，對我國增材制造工業(yè)領(lǐng)域所需的高熵合金粉的要求更加合理規(guī)范，有利于提升增材制造高熵合金粉的各項(xiàng)性能指標(biāo)，使我國高熵合金粉的增材制備技術(shù)和整體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)可查、有據(jù)可依，同時(shí)可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)、硬質(zhì)刀具工業(yè)、海洋工程、核工業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜金屬零件關(guān)鍵原材料需求，并對推進(jìn)高性能高熵合金粉的發(fā)展和應(yīng)用起到積極的促進(jìn)作用。

文章來源： 有色標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量

(責(zé)任編輯：admin)

• MGA醫(yī)療聯(lián)盟：以系統(tǒng)化思
• 國家統(tǒng)計(jì)局：中國3D打印設(shè)
• ICC將制定混凝土3D打印墻
• 三項(xiàng)增材制造金屬粉末國家
• 工信部等新規(guī)：工業(yè)級3D打
• 2027年產(chǎn)值突破1500億元（

• ·MGA醫(yī)療聯(lián)盟：以系統(tǒng)化思維破除3D打印
• ·一言九鼎隱玄機(jī)，弄假成真三八贏是什么
• ·今期四六合數(shù)開，四六喜逢財(cái)神到是什么
• ·野外釣的，搞個(gè)魚湯是什么生肖，成語釋
• ·不動(dòng)聲色是什么生肖，成語釋義解釋落實(shí)
• ·慌里慌張是什么生肖，成語釋義解釋落實(shí)
• ·錯(cuò)配資源，明珠暗投，明知無果應(yīng)收手是
• ·摩登太公，無餌無鉤，旱田垂釣何所求是