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3D打印用铌钨合金粉末主要用于高技术产业 我国已实现相关航天发动机结构件交付

2026-10-23 17:39      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击: 次

3D打印用铌钨合金粉末主要用于高技术产业 我国已实现相关航天发动机结构件交付

  3D打印用铌钨合金粉末是以铌(Nb)为基体、钨(W)作为主要固溶强化元素,一般复配钼(Mo)、锆(Zr)等组分的预合金球形粉体。铌熔点2468℃,密度8.57g/cm³,在主流难熔金属中密度最低,兼具良好的室温塑性与高温强度保持能力。钨的加入能够显著提升合金高温承载能力与抗蠕变性能,但也会提高材料对热应力的敏感度,增大增材成形时的开裂风险。
 
  Nb521(Nb-5W-2Mo-1Zr)是目前3D打印用铌钨合金粉末最典型牌号,通过钨、钼、锆的复合配入,同步实现固溶强化、抗蠕变提升以及晶界稳定化效果。按氧含量管控水平划分,市面上3D打印用铌钨合金粉末产品可分为标准级(≤1500ppm)、优选级(≤1000ppm),以及采用专利超低氧工艺的产品(<120ppm),形成明显梯队差异。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国3D打印用铌钨合金粉末行业研究及十五五规划分析报告》显示,3D打印用铌钨合金粉末的应用高度聚焦航天液体火箭发动机、高超声速飞行器超高温结构件;核工业、化工耐腐蚀场景属于需求规模小但长期稳定的配套赛道。在核工业及科研验证场景中,铌钨合金凭借高熔点、优异高温性能与低密度优势,可用于反应堆结构件、薄壁复杂构件制备,增材制造能够实现传统冶炼成形手段难以达成的复杂构型。
 
  在航天发动机方向,2025年12月,中色东方旗下宁夏东方智造科技有限公司自主研制的增材制造米级铌钨合金复杂结构推力室完成交付,其攻克了高熔点材料成形、复杂结构精度控制、应力均衡等核心瓶颈,填补了国内大尺寸难熔金属增材制造领域的技术空白。
 
  球形度、氧含量、流动性、松装密度是3D打印用铌钨合金粉末的关键考核指标。区别于纯钨球形粉末聚焦高熔点下的球化效率以及镍基高温合金依靠γ相析出沉淀强化的技术逻辑,铌钨合金粉体的技术难点在于权衡固溶强化带来的高温性能提升和随之上升的热应力敏感性,粉体氧含量与粒度均匀性,直接决定增材成形工艺窗口。
 
  新思界行业分析人士表示,星尘科技(广东)有限公司于2025年10月申请“一种铌钨合金球形粉末的制备方法及其3D打印方法”专利,将球化处理置于脱氢降氧工序前,利用球形粉末相对更小的比表面积提升脱氧效率,并结合镁粉热处理实现氧含量控制。北京科技大学团队于2025年12月在《Acta Materialia》发表研究成果,通过在热应力敏感型铌钨合金体系中引入纳米可变形陶瓷颗粒与亚晶界,开发出无变形、无裂纹缺陷的可打印铌钨合金。
 
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