鎳鈦記憶合金增材制造技術(shù)研究進(jìn)展及其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景

（北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 北京100083）

鎳鈦形狀記憶合金（以下簡(jiǎn)稱鎳鈦合金）是功能材料的優(yōu)秀代表，因其特異的形狀記憶效應(yīng)與超彈性、高阻尼性、高耐腐蝕性及優(yōu)良的生物相容性等，已在眾多領(lǐng)域獲得了卓有成效的應(yīng)用[1]。多孔鎳鈦合金除了秉承鎳鈦合金的上述優(yōu)良特性外，同時(shí)又有著密度小、變形量大、力學(xué)性能可調(diào)等特點(diǎn)，特別適合制造輕質(zhì)驅(qū)動(dòng)器、高阻尼減振器件及人工骨骼等功能結(jié)構(gòu)件[2-3]。通常，致密鎳鈦合金是以熔煉方式制備，而多孔鎳鈦合金采用粉末冶金方法制備[4]。然而，限于鎳鈦合金的熔點(diǎn)較高（1310℃）、化學(xué)活性大以及機(jī)加工性能差[5]，目前常規(guī)的熔煉方法或粉末冶金方法制備的鎳鈦合金多為外形簡(jiǎn)單的小型器件，嚴(yán)重制約了鎳鈦合金的性能提高和應(yīng)用推廣。

增材制造（AM）是近年來(lái)出現(xiàn)的一類利用計(jì)算機(jī)輔助的精密制造技術(shù)。金屬增材制造是按照數(shù)值化模型，通過(guò)連續(xù)堆積方式，實(shí)現(xiàn)從金屬原料到復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬制品的無(wú)模具、快速、近凈成形[6]。金屬增材制造技術(shù)為制備形狀復(fù)雜、孔隙結(jié)構(gòu)可控、大尺寸鎳鈦合金構(gòu)件開辟了嶄新途徑，使航空結(jié)構(gòu)用鎳鈦記憶合金驅(qū)動(dòng)和阻尼構(gòu)件的制造成為可能。

目前，鎳鈦合金增材制造技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于初始階段，美國(guó)、歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，出現(xiàn)了多種不同形式的鎳鈦合金增材制造技術(shù)（見表1）。本文主要介紹了鎳鈦合金增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對(duì)比分析了現(xiàn)階段各種技術(shù)方法的特點(diǎn)，并展望了其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

鎳鈦合金增材制造技術(shù)的形式

金屬增材制造采用的熱源主要有電?。ê入x子弧）、激光和電子束。從現(xiàn)有文獻(xiàn)看，鎳鈦合金的增材制造技術(shù)研究主要集中于激光粉末快速成形，即以激光為熱源，以金屬粉末為原料的金屬增材制造一類技術(shù)[10]。這類技術(shù)又可細(xì)分為不同的技術(shù)形式，大致可以按照粉末送進(jìn)方式和粉末化學(xué)組成進(jìn)行區(qū)分。按照粉末送進(jìn)方式不同分為噴粉方式的激光直接熔覆成形（Laser Direct Deposition, LDD，或 Laser Cladding）和鋪粉方式的選區(qū)激光燒制成形兩種基本類型，前者有時(shí)又稱為激光近終形成形（Laser Engineered Net Shaping，LENS）；后者又可以進(jìn)一步根據(jù)粉末的燒制溫度及連接機(jī)制分為選區(qū)激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering，SLS）成形和選區(qū)激光熔合（Selective Laser Melting，SLM）成形[24]。鎳鈦合金增材制造的兩類方法的工作原理如圖1所示[7,25]。

表1 鎳鈦合金增材制造技術(shù)主要研究方法和研究人員

圖1 激光粉末快速成形的兩種形式Fig.1 Two types of laser rapid forming with powder materials

由于鎳鈦合金為雙元素合金，用于增材制造鎳鈦合金的原料粉末通常有單質(zhì)混合粉末（記為Ni+Ti混合粉末）、單質(zhì)復(fù)合粉末（記為Ni/Ti復(fù)合粉末）以及預(yù)合金粉末（記為NiTi合金粉末）等3種形式。采用Ni+Ti混合粉末的成本較低，并且原料中的鎳鈦比例易于調(diào)整；Ni/Ti粉末是將Ni+Ti混合粉末經(jīng)高能球磨得到的產(chǎn)物（機(jī)械合金化之前），每個(gè)粉末顆粒內(nèi)部都是由尺寸更小的Ni、Ti單質(zhì)區(qū)域構(gòu)成；NiTi合金粉末可以通過(guò)Ni+Ti混合粉末的機(jī)械合金化制得，更常見的是通過(guò)鎳鈦合金的氣體霧化制粉獲得[12，26]。

激光直接熔覆制備鎳鈦合金

1 LDD鎳鈦合金成形

激光直接熔覆工藝參數(shù)包括激光功率（PL）、照射面上的激光束斑直徑（DL）、激光掃描速度（VS）、送粉速率（mP）以及預(yù)熱溫度（T）等。上述工藝參數(shù)可以組合為兩個(gè)綜合參量：?jiǎn)蚊婷娣e的激光熱輸入（EL）和單位面積的粉末輸入量（F），兩者分別用式（1）和式（2）表示[11]。

當(dāng)粉末輸入量一定，激光熱輸入量低于某一臨界量時(shí)，就不能得到連續(xù)、規(guī)則而光滑的鎳鈦合金熔覆焊道。該最小激光功率提供的熱量足以保證將原料粉末熔化，同時(shí)將底板（或上一層焊道）加熱至足夠的溫度，使熔化的粉末在底板（或上層焊道）表面潤(rùn)濕，從而形成冶金結(jié)合（熔接或釬接）。單道熔覆層的幾何形態(tài)取決于EL和F量的組合，如圖2所示[27]。

圖2 LDD鎳鈦合金層的形態(tài)與工藝參數(shù)的關(guān)系Fig.2 Relationship between morphology and process parameters of NiTi alloy layer fabricated by LDD

激光熱輸入較低時(shí)，熔覆鎳鈦合金中含有較多的孔隙（如圖3所示[7]）。隨著激光熱輸入的增加，熔覆鎳鈦合金的孔隙率降低，最終可以獲得致密的鎳鈦合金。熔覆鎳鈦合金孔隙的產(chǎn)生與原料粉末的熔化程度有關(guān)。激光熱輸入較低時(shí)只有部分粉末熔化，未熔化的粉末顆粒之間保留原有的間隙；當(dāng)激光熱輸入增大到一定值時(shí)，原料粉末完全熔化，形成均勻的液體金屬熔池，凝固成為致密的鎳鈦合金熔覆層（圖4）[7]。

圖3 LDD鎳鈦合金的孔隙結(jié)構(gòu)Fig.3 Pore structure of NiTi alloy fabricated by LDD

圖4 LDD金屬致密度與激光熱輸入的關(guān)系Fig.4 Relationship between metal density and laser heat input fabricated by LDD

2 LDD鎳鈦合金的組織與成分

激光直接熔覆工藝參數(shù)對(duì)鎳鈦合金的微觀組織有影響。當(dāng)激光功率大、掃描速度小時(shí)，鎳鈦合金的晶粒尺寸增大，如圖5所示[11]。因此，為了獲得細(xì)小的鎳鈦合金晶粒，應(yīng)采取較小的激光能量輸入。

與原料粉末（Ni+Ti）相比，LDD鎳鈦合金中的Ni含量有較大程度的下降，為了制備等原子比Ni50Ti50合金需要采用（Ni55+Ti45）的混合粉末[8]。造成熔覆層中Ni含量偏低的可能原因主要有兩個(gè)： （1）Ni粉末顆粒的密度較大，流動(dòng)速度較小，落入到激光熔池中的Ni數(shù)量比Ti的數(shù)量少； （2）Ni的沸點(diǎn)較低（Ni和Ti的沸點(diǎn)分別是2732℃和3287℃），在激光加熱作用下Ni的燒損（蒸發(fā)汽化）更嚴(yán)重，激光線能量越大Ni的燒損越大，則制品與原料的成分相差就越大[17]。采用Ni/Ti復(fù)合粉末或NiTi合金粉末可以消除粉末流動(dòng)性差異因素，但激光對(duì)元素?zé)龘p的差異改善不多，仍然存在成分偏差，制備的鎳鈦合金與其原料NiTi合金相比，相變溫度相差10～50℃[28]。由于鎳鈦合金的相變溫度對(duì)其基體成分十分敏感，0.1%Ni的增加將導(dǎo)致相變溫度下降約10℃。因此，激光高溫加熱導(dǎo)致制備鎳鈦合金的成分可控性差，Ni+Ti混合粉末LDD技術(shù)是不合適的。

圖6為L(zhǎng)DD鎳鈦合金制品[11]。原料粉末為等原子比NiTi合金粉末（0.007%C、0.05%O、0.006%N），粉末的直徑為50～150μm。LDD設(shè)備為L(zhǎng)ENS-750（德國(guó)），內(nèi)部裝有500W的Nb:YAG激光器。

選區(qū)激光熔合制備鎳鈦合金

SLM是目前研究最多的制備鎳鈦合金的增材制造技術(shù)。SLM技術(shù)是基于粉末層及其基底的局部激光熔焊機(jī)制。在激光束作用下，激光斑點(diǎn)內(nèi)的金屬粉末層及其底層金屬一起熔化形成液體金屬熔池；隨著激光束的離開，液體金屬熔池冷卻凝固形成完整的焊點(diǎn)（縫）?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中幾乎都采用NiTi合金粉末為原料粉末[16,20,29]。

圖5 不同LDD工藝參數(shù)下鎳鈦合金晶粒的形態(tài)Fig.5 Grain morphology of NiTi alloy fabricated by various LDD parameters

圖6 典型的LDD制備的鎳鈦合金樣品Fig.6 Typical samples of NiTi alloy fabricated by LDD

1 SLM鎳鈦合金焊道成形

采用SLM加工時(shí)參數(shù)選擇很重要，這些參數(shù)包括粉末層厚、激光功率、掃描速度和激光斑點(diǎn)運(yùn)行路徑。每焊道/焊區(qū)粉末單位體積的激光熱輸入（E）隨工藝參數(shù)的變化可以用式（3）表示[30]：

式中，P為激光功率，v為激光掃描速度，h為激光矢量間距，t為增量或粉末層厚。

圖7 不同SLM工藝參數(shù)下NiTi合金粉末單個(gè)焊道的形態(tài)Fig.7 Single welding bead morphology of NiTi alloy powder under different SLM parameters

一般地，激光功率越高掃描速度越小，則熱輸入越大，粉末熔化數(shù)量越多，導(dǎo)致單個(gè)焊道的寬度增加。正如激光焊接存在熱導(dǎo)焊和小孔焊兩種熔焊機(jī)制，這兩種機(jī)制在粉末層的SLM成形時(shí)也同樣存在。當(dāng)激光線能量過(guò)高時(shí)粉末汽化嚴(yán)重，粉末層中產(chǎn)生小孔（keyhole）效應(yīng)，并且小孔一旦形成，對(duì)激光的吸收率將顯著增加，加劇粉末汽化，并使得小孔進(jìn)一步加深，因而激光掃描線路中間凹陷，形成焊道表面波紋結(jié)構(gòu)（見圖7左上）[23]。當(dāng)激光能量較低時(shí)，不能形成足夠多的液體金屬，在表面張力下液體金屬斷裂成為彼此分離的液球（balling），因而留下不連續(xù)的焊道（見圖7右下）。導(dǎo)致粉末層焊道球化的主要因素是吉布斯-馬郎格尼（Gibbs-Marangoni Effect），即表面張力差異引起的物質(zhì)傳輸效應(yīng)[31-33]。如果表面張力的差異是溫度引起的，這種效應(yīng)又稱為熱毛細(xì)傳輸（Thermo-Capillary Convection）。粉末層焊道球化的直接影響是導(dǎo)致大的空洞形成，然而這種空洞形式機(jī)制影響因素復(fù)雜，難以用于制備孔隙結(jié)構(gòu)可調(diào)的多孔材料[34]。為消除粉末層焊道球化的不良影響以獲得均勻的燒結(jié)制品，不僅需要精密設(shè)置工藝參數(shù)，還要從粉末材料方面著手，例如采用不同熔點(diǎn)的混合粉末或者采用熔化區(qū)間寬的粉末體系[28]。

小孔現(xiàn)象和液球現(xiàn)象均使鎳鈦合金鋪粉層的SLM焊道成形變差、SLM過(guò)程變得不穩(wěn)定，根據(jù)單焊道成形結(jié)果得到的優(yōu)化SLM工藝參數(shù)見表2。采用不同熔點(diǎn)的混合粉末或者采用熔化區(qū)間寬的預(yù)合金粉末體系有助于減輕液球現(xiàn)象，改善小能量輸入條件下SLM工藝的穩(wěn)定性，從而增大工藝參數(shù)窗口。

表2 優(yōu)化的鎳鈦合金制備SLM工藝參數(shù)（Phenix Systems PXM）

圖8 SLM制品和原料粉末的DSC曲線Fig.8 DSC curves of SLM products and raw powders

2 SLM鎳鈦合金的成分與組織

與LDD工藝相似，SLM加工過(guò)程中激光束產(chǎn)生的高溫使Ni元素比Ti元素的汽化程度更大，降低了鎳鈦制品的Ni/Ti比，導(dǎo)致鎳鈦合金的相變溫度略有升高（圖8）[28]，選擇粉末成分需要考慮這一因素。此外，SLM也將導(dǎo)致雜質(zhì)元素含量增加。SLM制品的平均含碳量為0.0053%，相比原料粉末增加77%；氮含量為0.0127%，相比原料粉末增加310%；氧含量為0.0596%，相比原料粉末增加46%。制品鎳鈦合金中的氧含量隨激光能量輸入的增大而增加（圖9）[23]。

圖9 SLM制品的氧含量隨激光能量密度的變化Fig.9 Oxygen content in SLM NiTi alloy manufactured at various energy densities

SLM制品的成形方式是通過(guò)鋪粉-熔化-凝固，由底部到頂部逐層搭建完成的。沿制品搭建方向（垂直向上），相鄰層的晶粒在熔化-凝固過(guò)程中因外延長(zhǎng)大機(jī)制而成為一體。由于各層晶粒長(zhǎng)大方向總是垂直向上，因而造成了制品內(nèi)晶粒貫穿各層，生長(zhǎng)成為晶向相近的柱狀晶,如圖10所示[21]。SLM鎳鈦合金制品的這種各向異性的組織特征有別于常規(guī)方法制備鎳鈦合金均勻規(guī)則的粒狀晶粒組織[35]，使得SLM鎳鈦合金制品的性能也呈現(xiàn)各向異性。

圖10 SLM制備的鎳鈦合金柱狀晶形態(tài)Fig.10 Optical micrographs of SLM NiTi alloy grains

3 SLM鎳鈦合金的內(nèi)應(yīng)力

激光束斑點(diǎn)的高溫以及由此帶來(lái)的溫度梯度，會(huì)導(dǎo)致SLM加工過(guò)程中形成熱應(yīng)力，最終在鎳鈦合金制品內(nèi)形成較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。殘余內(nèi)應(yīng)力對(duì)鎳鈦合金的影響是多方面的，如改變相變溫度，降低力學(xué)性能（特別是疲勞壽命），降低耐蝕性和生物相容性，降低尺寸穩(wěn)定性等。激光能量輸入越大，則鎳鈦合金制品的殘余內(nèi)應(yīng)力就越大。此外，快速加熱-冷卻循環(huán)還會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)和孔洞等組織缺陷，通常需要附加后續(xù)熱處理以緩解SLM鎳鈦制品中的內(nèi)應(yīng)力和去除組織缺陷。

4 SLM制備的鎳鈦合金舉例

SLM不僅可以制備致密鎳鈦合金制品，同時(shí)也能方便制備多孔鎳鈦合金制品或鎳鈦合金支架（圖11）[13]。SLM加工的粉末層間結(jié)合強(qiáng)度高、成分均勻，SLM鎳鈦合金表現(xiàn)出較好的力學(xué)性能和形狀記憶效應(yīng)[22]。致密鎳鈦合金的力學(xué)性能與常規(guī)方法制備的鎳鈦合金相似。多孔鎳鈦合金的力學(xué)性能與孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)孔隙結(jié)構(gòu)相同時(shí)，隨孔隙率增大，彈性模量減小?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)控孔隙結(jié)構(gòu)獲得性能定制的鎳鈦合金制品，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求。

圖11 不同孔隙率的SLM鎳鈦合金制品及其壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.11 Porous SLM NiTi alloy samples and their stress-strain curves

選區(qū)激光燒結(jié)制備鎳鈦合金

鎳鈦合金的SLS制備技術(shù)方面的研究不多，主要原因是松散的金屬粉末鋪層在激光快速加熱條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)原子擴(kuò)散或原子擴(kuò)散非常有限，顆粒間及粉末層間難以實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合[36]?；贜i+Ti混合元素粉末可以用激光點(diǎn)燃引發(fā)自蔓延高溫合成（SHS）的事實(shí)，Shishkovsky研究了SLS-SHS鎳鈦合金制備技術(shù)[14]。盡管采取了使元素粉末密切接觸和適當(dāng)增大激光熱輸入等技術(shù)措施，最終結(jié)果證明這種方法是不太成功的。元素粉末間的放熱使得工藝過(guò)程不穩(wěn)定，制備的鎳鈦合金組織極不均勻，一些粉末發(fā)生熔化而另外一些則仍為原料粉末狀態(tài)（如圖12所示）。即使經(jīng)過(guò)后續(xù)高溫長(zhǎng)時(shí)間的均勻化退火處理，鎳鈦合金的力學(xué)性能也不高[15]。

鎳鈦記憶合金增材制造技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用展望

如上所述，以選區(qū)激光熔合為代表的金屬增材制造技術(shù)在鎳鈦合金結(jié)構(gòu)近終形制備上面顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)，可以用于制造大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鎳鈦記憶合金構(gòu)件，應(yīng)用在航空航天裝備中。然而，從目前的研究結(jié)果看，增材制造的鎳鈦合金的性能不高，性能可控性較差，技術(shù)成熟度尚未達(dá)到在航空結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用的水平，僅有少數(shù)應(yīng)用的報(bào)道。

1 可調(diào)節(jié)的鋸齒形邊緣噴嘴

隨著航空飛行器推進(jìn)系統(tǒng)的升級(jí)，渦輪機(jī)噴氣氣流的速度增大，與周圍大氣產(chǎn)生剪切作用而產(chǎn)生的噪聲問(wèn)題更加突出。航空制造部門一直在研究降低渦輪機(jī)的降噪方法，研究表明采用鋸齒形邊緣的噴嘴可以有效降低渦輪機(jī)的噴氣噪聲水平[37]。這種噴嘴通過(guò)采用伸向噴氣氣流內(nèi)的柔性鋸齒，增強(qiáng)了噴氣氣流與周圍大氣的混合，降低了兩氣流的相對(duì)剪切。然而伸出的鋸齒形邊緣會(huì)對(duì)噴嘴產(chǎn)生拖拽效果，從而降低渦輪機(jī)的效率和對(duì)渦輪機(jī)產(chǎn)生危害。為此，有必要將鋸齒形邊緣設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式，使鋸齒邊緣只在飛機(jī)起飛和爬升過(guò)程中伸出到噴氣流中起到降噪作用，而在勻速的巡航過(guò)程中推出氣流，以節(jié)約油耗和保護(hù)渦輪機(jī)，在國(guó)際航班等遠(yuǎn)距離飛機(jī)上意義重大。

圖12 SLS-SHS多孔鎳鈦合金制品不同放大倍數(shù)下的形貌（S1為熔化形成的合金球，S2為原料粉末）Fig.12 Microstructure of NiTi alloy after SLS at various magnifications

驅(qū)動(dòng)鋸齒形邊緣伸出與縮回的常規(guī)設(shè)計(jì)方案是液壓裝置，然而鎳鈦記憶合金驅(qū)動(dòng)器在重量、成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和可靠性方面都優(yōu)于液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。鎳鈦記憶合金雖然已經(jīng)被廣泛用于制造驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是一般的絲狀或板條狀鎳鈦記憶合金驅(qū)動(dòng)元件不適用于噴嘴的鋸齒形邊緣的驅(qū)動(dòng)。采用鎳鈦記憶合金與彈性航空合金（如Ti–6Al–4V合金）復(fù)合板制備的鋸齒形邊緣可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的柔性鋸齒噴嘴。當(dāng)飛機(jī)工作于起飛和爬升狀態(tài)時(shí)，渦輪機(jī)的高功率輸出使記憶合金被加熱而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，鎳鈦合金/Ti–6Al–4V合金復(fù)合板發(fā)生彎曲變形，使鋸齒形邊緣突出進(jìn)入噴射氣流，發(fā)揮降噪作用；當(dāng)飛機(jī)處于巡航的低功率狀態(tài)時(shí)，鎳鈦記憶合金的溫度降低，鎳鈦合金/Ti–6Al–4V合金復(fù)合板反向彎曲變形，使鋸齒形邊緣退出噴射氣流，減小鋸齒形邊緣對(duì)噴嘴產(chǎn)生的拖拽效果，如圖13所示[38]。增材制造技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)在鈦合金上面制備一層所需的鎳鈦記憶合金，獲得任意厚度比例的鈦鎳合金/Ti–6Al–4V合金復(fù)合板材，使這種復(fù)雜形狀的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鋸齒形邊緣噴嘴設(shè)計(jì)與制造變得簡(jiǎn)單易行。

圖13 可調(diào)節(jié)鋸齒邊緣噴嘴示意圖Fig.13 Schematic diagram of adjustable serrated edge nozzle

2 變體機(jī)翼

除了飛機(jī)渦輪機(jī)降噪之外，鎳鈦記憶合金還可以用于實(shí)現(xiàn)變體機(jī)翼。變體機(jī)翼是一種新型的飛行器機(jī)翼結(jié)構(gòu)，是指飛行器機(jī)翼在翼展、面積、弦長(zhǎng)等幾何結(jié)構(gòu)尺寸方面發(fā)生顯著變化，使得飛行環(huán)境在大范圍內(nèi)（比如巡航、極高速飛行、快速俯沖、大攻角機(jī)動(dòng)等）變化時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)翼外形和表面結(jié)構(gòu)的重組，以適應(yīng)監(jiān)測(cè)到的飛行條件變化，獲得最佳的氣動(dòng)和氣彈特性[39]。

變體機(jī)翼結(jié)構(gòu)中嵌入能夠感受特定方面信息的傳感器元件和具有較強(qiáng)變形驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)器元件，從而形成形狀自適應(yīng)和振動(dòng)主動(dòng)控制自適應(yīng)等功能。變體機(jī)翼理想的驅(qū)動(dòng)元件是形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器。與其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，記憶合金驅(qū)動(dòng)器具有功/重比大、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)電壓低、驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)無(wú)污染和噪音，以及可實(shí)現(xiàn)多種變形形式驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)增材制造技術(shù)制備記憶合金復(fù)合結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化變體機(jī)翼設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮記憶合金集傳感、驅(qū)動(dòng)于一體的功能特性，獲得最佳的機(jī)翼自調(diào)節(jié)效果。

結(jié)束語(yǔ)

增材制造在制備大尺寸、形狀復(fù)雜、輕質(zhì)（多孔結(jié)構(gòu)）以及復(fù)合材料的鎳鈦合金制品方面具有常規(guī)方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)備受關(guān)注，出現(xiàn)了多種不同形式的鎳鈦合金增材制造技術(shù)。不同形式的鎳鈦合金增材制造技術(shù)各具特點(diǎn)：激光直接熔覆方法和選區(qū)激光熔合方法的優(yōu)點(diǎn)是層間結(jié)合較好，缺點(diǎn)是成分可控性差、組織各向異性等；選區(qū)激光燒結(jié)方法的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度低、粉末燒損小、成分易于控制，缺點(diǎn)是層間結(jié)合不良、組織不均勻。僅僅通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)難以有效解決各自的問(wèn)題，以選區(qū)激光熔合方法為例，降低激光掃描線能量有利于減小合金粉末的燒損，但是可能導(dǎo)致粉末層間熔合不良及產(chǎn)生粉末層焊道液球現(xiàn)象。

為了進(jìn)一步提高鎳鈦合金制品的性能，滿足航空結(jié)構(gòu)的性能要求，今后需要重點(diǎn)關(guān)注增材制造鎳鈦合金的成分控制問(wèn)題，研究?jī)?nèi)容包括提高原料粉末的純度，降低混入的空氣；添加合適的合金元素；采取熔點(diǎn)不同的雙組分復(fù)合粉末；后續(xù)處理使鎳鈦合金成分凈化和均勻化理等。

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