超級合金通常用于極端環境，例如航空航天、工業和發電市場，是一類高性能合金，具有令人印象深刻的機械強度以及高溫下的抗熱蠕變和耐腐蝕性。 材料科學和工程行業的人員不斷開發更高的性能，并尋求這些先進材料的新應用。

盡管使用了幾十年，這種材料仍然需要專門的制造技術，并產生大量廢料，提高了生產成本。增材制造涉及逐層熔化和熔合金屬粉末，它已成為生產復雜幾何形狀的高溫合金部件以及減少生產過程中材料浪費的一種有前途的技術。

也稱為 3D 打印，這仍然是一個相對較新、復雜的工藝，需要更深入地了解使用這種增材方法生產的材料的性能和耐用性。 （圖1）

圖 1：3D 打印高溫合金的生產仍然是一個不斷增長的領域，但高溫測試可以消除質量和可靠性方面的一些未知因素。

圖 2：當今的高溫測試環境是一個完整的系統，由框架、腔室、傳感器、樣品架和幫助管理和分析系統數據的軟件組成。

負責生產高溫合金的人員已經尋找新方法來進一步推進高溫合金的增材制造，并提高高溫合金部件在極端環境下的性能和可靠性。回答圍繞這些增材制造高溫合金的機械行為的問題是使這種現代制造材料超越懷疑并在高性能應用中發揮關鍵作用的關鍵一步。 高溫機械測試一直在需要承受極端條件的新材料的開發中發揮著關鍵作用，基于添加劑的高溫合金也不例外。通過使材料承受高溫和機械應力，研究人員已經能夠確定不同材料的優點和缺點，這使他們能夠開發新材料并確定更適合特定應用的材料。 高溫機械測試在超級合金的增材制造中發揮著特別重要的作用，它使研究人員能夠通過模擬現實應用中經常出現的高溫、高壓環境來研究這些材料的行為。 （圖2）

為什么要進行高溫測試？

對不同條件下材料的微觀結構和變形行為的深入了解可以幫助識別材料中潛在的弱點或失效模式，并為改進制造工藝或材料設計的開發提供信息。適當的高溫測試可以回答重要問題，從而在使用增材制造技術生產的高溫合金的應用中提供更好的性能和效率：

• 不同的熱處理對增材制造高溫合金的機械性能有何影響？

• 不同的合金成分在這些極端溫度和應力下表現如何？

• 這些材料有哪些優點和缺點以及每種材料如何在特定應用中使用？

• 通過獲得更準確、可重復的數據，可以對極端條件下材料的行為做出哪些改進的預測？

測試當今的高溫合金

現代高架機械測試方法利用先進的儀器和控制技術，例如高溫爐和專門的測試框架和軟件配置，能夠對測試樣本施加精確的載荷、應變和溫度。

這些更先進的測試設備和技術的發展顯著提高了準確性和可重復性，從而更精確地了解極端條件下的材料行為。這使得人們對材料行為有了更多的了解，研究人員對材料行為的基本物理學有了深入的了解。最終，具有改進性能的新材料和新的生產技術可以放心地推向市場。

測試標準在高溫合金測試中也發揮著關鍵作用，因此重要的是要注意高溫測試中使用的一些更常見的標準。其中包括 ASTM E21、ASTM E139、ASTM E145、ASTM E220、ASTM E1457 和 ISO 6892-2，所有這些都定義了測試參數、測量和結果，以精確表征材料的響應，以確定其強度、性能并確保質量防止使用失敗，并就特定應用使用哪種材料做出明智的決定。

隨著材料科學和技術的新發展，高架機械測試不斷發展和改進。這種材料測試方法有助于提高許多關鍵系統的安全性和可靠性，例如飛機發動機和核電站。通過了解材料在極端條件下的表現，工程師可以設計出能夠更好地承受這些條件的系統，而不會出現故障或對人類或環境造成傷害。當使用新的創新材料（例如增材制造的高溫合金）時，對工藝的信心與對材料的信心同樣重要。