Castheon通过3D打印技术开发高超音速应用耐火合金Super C103

2024年9月9日，南极熊获悉，ADDAMN集团子公司Castheon宣布推出突破性的高性能耐火合金Super C103™，这一创新标志着铌C103的应用进入了一个全新的阶段。

△Super C103合金在结构完整性和高温性能方面都实现了显著的改善

技术研发背景

在航空航天和国防领域，对耐受极端环境的先进材料的需求不断增长。铌C103作为一种耐火合金，它在高温和高磨损的环境中表现出色，因此在这些条件下使用时，它能有效地抵御热量和磨损。然而，传统的铌C103锻造方法由于材料浪费和加工限制，限制了它的应用潜力。

铌C103主要由铌 (Nb) 组成，并添加了铪 (Hf) 和钛 (Ti) 来增强其高温强度和抗氧化性。尽管它的耐腐蚀性和稳定性使其成为火箭发动机和先进武器的理想选择之一，但传统的锻造方法往往导致材料浪费高达95%和低效加工。这一过程不仅昂贵且不灵活。

3D打印革新高超音速应用的耐火合金

为了应对这些挑战，Castheon公司在Youping Gao博士的领导下，利用金属3D打印技术重新定义了铌C103的制造方式。Gao博士在Aerojet Rocketdyne拥有超过20年的经验，并在推进关键火箭发动机制造工艺方面发挥了关键作用。凭借他在推进关键火箭发动机制造工艺方面的丰富经验以及对铌C103制造挑战的深入理解，为Castheon开发这种突破性的铌 C103 技术提供了重要支持和帮助。

Castheon的技术团队通过专利3D打印技术，精确控制了铌C103的微观结构和沉积速率，成功集成了氧化物弥散强化 (ODS) 和碳化物弥散强化 (CDS) 结构。这一工艺相较于传统锻造方法，显著提高了材料的抗蠕变性能，提升了三个数量级（1000倍），使其达到中等强度级别。

△C103 AM合金在高超音速温度下具有优异的强度性能。通过优化C103 AM合金，将它升级为“Super C103 AM”可以实现更高的性能

进一步的优化使得Castheon成功开发了Super C103™，这一创新产品在LPBF工艺中精确整合了高颗粒碳颗粒。这一战略性嵌入显著改善了Super C103™的结构完整性和高温性能，标志着耐火合金领域的一项重大突破。

Gao博士表示：“Super C103™的推出代表了我们在铌C103制造技术上的重大进步。这一突破不仅提升了材料的性能，还大大减少了材料浪费，提高了生产效率。这将对航空航天和国防领域的关键组件制造产生深远的影响。”

这种增强对于需要在极端条件下保持强度和稳定性的材料应用尤其重要。高颗粒碳颗粒所提供的优化微观结构不仅显著增强了合金的强度，还使其性能远远超越了传统 Nb C103 所能达到的水平。因此，铌超级C103的强度已提升至高强度类别，使其成为材料性能至关重要的尖端航空航天和国防应用的理想解决方案。

Gao博士补充道：“铌基耐火合金有三种强度等级：低、中、高。通过我们的专利工艺，我们将铌C103提升至高强度等级，现在称为Super C103™。我们相信这一突破将在未来的高超音速导弹和防御系统中发挥关键作用，并在成本和性能方面带来显著优势。”

铌C103的这一进步代表了航空航天和国防工业的重大飞跃。通过克服传统加工方法的局限性并将材料提升至新的强度等级，Castheon为高应力环境中耐火合金的使用设定了新标准。随着对能够承受极端条件的材料需求的不断增长，Super C103的创新使其成为下一代高超音速和国防技术的关键组件。这些行业的未来不仅依赖于能在压力下表现优异的材料，还需要推动成本效益和技术进步的创新，