合作以更好地理解金属降解

西南研究所和德克萨斯大学圣安东尼奥分校正在合作，以了解添加剂制造的材料对氢脆的敏感性，这是一个常见的问题，可能导致机械硬件退化和失去功能。该项目由SwRI的机械工程部的W.Fassett Hickey和UTSA的工程学院的Brendy Rincon Troconis领导，得到了通过研究伙伴关系（Connect）方案提供的125000美元赠款的支持。

添加剂制造（AM）是一种越来越流行的方法，通过三维打印来制造精心设计的金属零件。该方法的应用实际上是无穷无尽的，但Hickey和Troconis特别感兴趣的是航空航天、石油和天然气工业的附加制造材料性能。

硫化氢（H2S）是石油和天然气钻井过程中常见的气体。硫化氢中的原子氢被释放并吸收到管道材料和井下工具中，导致材料性能下降。这也被称为氢脆。

2014年，哈萨克斯坦最大的油田因氢脆而停产两年进行维修，导致其管道出现较大裂缝。

希基说：“原子氢是一种意想不到的合金元素，即使是最先进和最现代的合金系统也会受到严重破坏。”

该项目的中心重点将是努力了解添加剂制造的镍基合金718中氢脆的机制，以便在未来有可能设计对这些危险不太敏感甚至免疫的AM部件。

为此，Hickey和Troconis将在分子水平上研究氢脆，以了解氢原子的位置如何影响金属材料在高压和钻井环境中典型的高温下的完整性。这将在SwRI的独特测试设施中完成，该设施允许在气体氢中进行高达3,000PSI和500华氏度的机械测试。利用UTSA的热解吸光谱仪和扫描开尔文探针力显微镜，进一步了解氢合金的相互作用和空间分辨氢在合金组织中的位置。

希基说：“添加剂制造带来了许多令人兴奋的新可能。“我们正在与新的设计，这是不可能的传统加工和制造方法。如果我们能更好地理解AM材料中氢脆的潜在机制，就可以设计AM零件的AM制造参数和后处理参数来防止氢脆，那么最终这些AM材料的可能性和应用就更大了。

（编辑：济宁站长网）

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