Inconel 718作为一种沉淀强化型镍基高温合金，因其在高温环境下展现出的卓越力学性能，尤其是在高达650℃工作温度下的复杂构件中，被广泛应用于航空航天与核能工业领域。然而，随着极端环境对更高性能的要求不断增加，传统的制造方式的局限性日益显现，这些工艺通常耗时且资源消耗大，难以满足新兴应用对复杂几何形状和性能的要求。

近年来，相关研究致力于在提升力学性能的同时，实现复杂几何形状的制造。将金属基复合材料（Metal Matrix Composites，MMC）集成到增材制造组件中，为解决这一问题提供了一种有前景的解决方案。例如，将陶瓷颗粒引入铬镍铁合金基体中，可以调整晶粒尺寸和形状，从而提高其在室温和高温下的机械性能。然而，传统工艺在生产高质量复合材料，尤其是复杂几何形状方面存在困难。为此，定向能量沉积（Directed Energy Deposition，DED）与粉末床熔融（Powder Bed Fusion，PBF）等增材制造技术被提出，旨在通过更加高效地制造复杂几何形状和大型零件来克服上述难题。

在这一背景下，韩国科学技术院的研究团队提出了一种增强 Inconel 718 合金高温机械性能的新方法，即通过激光粉末定向能量沉积（LPDED）技术，引入碳化钛颗粒（TiCp）实现可控强化。研究人员采用表面改性和增强移植法制备了不同TiCp含量（1、3和5 wt%）的核壳复合粉末。结果表明，LPDED技术制备的TiCp增强样品致密性更高，且具有无裂纹和良好的均匀性，相较于为增强的试样性能更优。引入TiCp可以促进试样中（Nb,Ti）Cp的生成，进而减少晶粒尺寸并抑制晶粒的进一步长大。同时，（Nb,Ti）Cp的生成还会导致Laves相和γ′′相的含量降低。这些微观结构上的变化直接影响了Inconel 718合金在室温和高温下的机械性能。值得关注的是，含3 wt% TiCp 的样品在800 °C时表现出优异的屈服强度，相较于锻造Inconel 718提高了40%，同时还满足室温下的伸长率要求。通过对强化机制的分析以及高温力学测试样品的研究，发现强化增强主要是由位错和析出物附近的间隙原子

引起的。该研究强调了通过LPDED工艺中引入TiCp控制微观结构和力学特性，为开发适用于高温应用的高性能金属基复合材料提供了新的见解。

相关研究成果以题为“Effect of decomposed TiCp on the mechanical properties of laser powder directed energy depositioned Inconel 718”的论文发表在《Journal of Materials Science & Technology》上。

图1.不同TiCp含量的复合粉末样品的微观结构特征图。

图2.经热处理后的试样微观结构图。

图3.热处理前后不同TiCp含量的逆极图。

图4.在室温和高温下，不同TiCp 含量的热处理前后样品的机械性能图。