钼和钼合金由于具有高熔点、耐高温、缓慢蠕变、低膨胀、高导热性和高耐腐蚀性等优异的特性，已广泛应用于航空航天、国防、电子工业和核电设施。钼和钼合金由于其熔点高（大块钼的熔点为2623°C），通常采用粉末冶金工艺制备，以及通过焊接和锻造来制造具有复杂结构的零件。这些过程通常消耗大量时间，并且难以制备复杂零件。最近，激光增材制造技术的发展为复杂形状的钼和钼合金部件的快速近净成形提供了可能性。然而，钼和钼合金具有高熔点且脆性较高，主要的挑战是如何制备高密度和无裂纹的钼合金和钼合金。

选区激光熔化（SLM）对钼和钼合金的制造具有非常大的吸引力，因为它可以快速制备出复杂形状零件。为了减少SLM制备钼零件的气孔和裂纹，通过使用高纯度钼粉，通过工艺参数优化、La2O3颗粒添加和热等静压（HIP）处理，制备出几乎致密的难熔钼金属。

近日，沈阳航空航天大学、中国工程物理研究院材料研究所、华北工业大学研究人员利用激光选区熔化技术，无需预热程序成功制备出近乎致密的难熔钼金属试样，通过添加L2O3和热等静压进一步提高样品致密度。加入La2O3后，裂纹密度从208/mm2降至96/mm2，减少了2倍以上。对样品进行热等静压处理以后，孔隙率明显降低，样品Mo-0.9wt%La2O3的相对密度最高达到99.6%。

相关研究成果以“Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated byselective laser melting”为题，发表于材料科学领域期刊《International Journal of Refractory metals and Hard Materials》（中科院1区Top期刊），沈阳航空航天大学、中国工程物理研究院材料研究所、华北工业大学为论文通讯单位，中国工程物理学研究院机械制造技术研究所研究人员参与研究工作。该项研究工作得到四川省科技计划（No.2020ZDZX0017）和国家自然科学基金（No.51871203）的支持。

（a）Mo粉末和（b）La2O3粉末的形态。

选择工艺参数和相应的体能量密度制被小体积Mo样品

激光功率和扫描速度对熔融轨迹连续性的影响。

不同体能量密度样品的孔隙率

用表3中列出的工艺参数制备的16个小体积样品的OM图像。孔隙由白色箭头指示。

（a）Mo和（b）Mo-0.9wt%La2O3的SLM样品的上表面处的裂纹，（c）两个样品的裂纹数密度。

OM图像显示了样品（a）SLM-Mo、（b）SLM-Mo-0.9wt%La2O3、（c）HIP-Mo和（d）HIP-Mo-0.9wt%La2O3的孔隙，以及（e）这些样品的孔隙率。

结果表明当SLM体能量密度在250–280J/mm3范围内时，SLM制备的小体积样品的相对密度可以大于99.7%。对体能量密度为259J/mm3的大块SLM样品，添加0.9%的La2O3可将孔隙率从0.76%降低到0.63%。经HIP处理后，可获得99.6%的最高相对密度。所有样品仅在表面存在裂纹，而在零件内部未发现明显裂纹。此外，加入La2O3后，表面裂纹变窄，裂纹密度显著降低大约2倍。

论文引用：

Guan, Baosheng, Yang, Xiaoshan, Tang, Jingang, Qin, Lanyun, Xu, Mingang, Yan, Yuanqiang, Cheng, Yichao and Le, Guomin, Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated by selective laser melting, International Journal of Refractory metals and Hard Materials, 2023,106123