《銅業工程》2024年第1期論文《增材制造鎳鋁青銅合金的制備與腐蝕行為研究進展》，由北京科技大學新材料技術研究院劉明澤碩士供稿。論文全部作者分別是：劉明澤1，周禮龍2，左鵬程1，郭朗1，張澤群1，何淑潔1，吳俊升1，張博威1；作者單位分別是：1.北京科技大學新材料技術研究院；2.航天工程裝備（蘇州）有限公司。

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鎳鋁青銅合金因具有較好的延展性、強度、斷裂韌性及耐腐蝕性而廣泛應用于石油、航空工業和船舶應用等領域。傳統鑄造等工藝制備的鎳鋁青銅合金具有復雜的物相組成，在嚴苛的服役環境條件下容易發生嚴重的腐蝕失效。

近年來，增材制造技術在銅合金加工領域發展迅速。基于快速非平衡凝固特性，可以通過顯微組織調控來提高銅合金的機械性能，并有望提升其在嚴苛服役環境中的耐腐蝕性能。制備鎳鋁青銅的主要增材制造方法有粉床熔融技術和定向能沉積技術。相比于傳統鑄造，增材制造技術制備的鎳鋁青銅合金具有更低的缺陷密度。此外，合金因受到局部高溫梯度和快速凝固的影響，得到細小而均勻的晶粒，并且析出相分布更為均勻。

 圖1 (a-i, a-ii)鑄態鎳鋁青銅和(c-i, c-ii)增材制造鎳鋁青銅合金的SEM圖像

目前，增材制造鎳鋁青銅合金的制備工藝及性能優化研究還處于起步階段。針對其對合金耐腐蝕性能影響的研究主要以選相腐蝕為主，鎳鋁青銅合金是一種典型的多相合金，在酸性環境中，合金中的相表面電位比α相低，因此κ相處會首先發生腐蝕。然而，在中性含氯溶液中，由于κ相富含Al，形成氧化鋁保護膜后，其表面電位比α相更高，導致處于陰陽極相交替分布處的α相更容易發生腐蝕。前期研究表明，β’相內部的高應力馬氏體結構在中性含氯溶液中容易優先發生腐蝕，而增材制造鎳鋁青銅合金中β’相含量降低，故具有更好的耐腐蝕性能。

為了改善增材制造鎳鋁青銅合金的性能，本文列舉了基于不同增材制造技術制備的鎳鋁青銅合金，圍繞合金的顯微組織、力學性能以及腐蝕行為展開深入探討，進一步對比分析了不同制備工藝參數和熱處理工藝與鎳鋁青銅顯微組織的關聯機制對其腐蝕行為的影響規律，深入分析了固溶處理、時效處理、淬火處理、退火處理等對鎳鋁青銅合金微觀結構特征的影響。通過構建增材制造鎳鋁青銅制備工藝-顯微組織特征-耐腐蝕性能之間的內稟關系，為高性能增材制造鎳鋁青銅的設計優化及應用提供理論基礎和實踐指導。

雖然已有大量關于傳統鎳鋁青銅合金制備方法及力學性能研究，但仍然缺少合金腐蝕行為機理的系統研究，關于增材制造鎳鋁青銅合金耐腐蝕性能的探討更為匱乏，仍有諸多問題有待解決。例如，除了常見的均勻腐蝕和選相腐蝕以外，還缺少更多其他腐蝕形式的研究；不同的熱處理制度對鎳鋁青銅合金的腐蝕性能差別較大，仍需要不斷探索最佳的熱處理制度來保證穩定提升合金的耐腐蝕性能。因此，要想獲得理想的增材制造鎳鋁青銅耐腐蝕性能，還需更多的研究來揭示其潛在的腐蝕機制。

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①劉明澤，周禮龍，左鵬程，郭朗，張澤群，何淑潔，吳俊升，張博威. 增材制造鎳鋁青銅合金的制備與腐蝕行為研究進展 [J]. 銅業工程,2024(1):54-66.

②LIU Mingze，ZHOU Lilong，ZUO Pengcheng，GUO Lang，ZHANG Zequn，HE Shujie，WU Junsheng，ZHANG Bowei. Preparation and Corrosion Behavior of Additive Manufactured Nickel-Aluminum Bronze Alloys [J]. Copper Engineering, 2024(1):54-66.

doi: 10.3969/j.issn.1009-3842.2024.01.006