本发明专利技术是一种镍基高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法，步骤如下：(1)采用惰性气体雾化或等离子旋转电极法制备高温合金粉末；(2)将经过筛分后一定粒度的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊；(3)采用热等静压对包套内粉末进行松散固结，温度远低于常规热等静压成型温度，(4)将热等静压后包套加工成外表光亮的圆柱状试样；(5)将圆柱试样放入电流快速加热热力模拟试验机，在保护气氛下以不同加热速度将试样快速升温至不同温度、保温、冷却，记录温度曲线；(6)切取试样，获得试样微观组织、相结构和成分变化数据。该方法可以确定高温合金粉末在不同温度和升温速率下熔化、凝固时的微观组织变化规律，用于指导高温合金粉末的材料和热工艺选择。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】本专利技术是，属于粉末高温合金领域。
技术介绍
燃气涡轮技术是我国飞机发展的重要前提和瓶颈，一直以来高温合金及其零件成型技术被称为燃气涡轮的心脏而被用来制造燃气涡轮热端部件。目前，粉末高温合金被应用于先进燃气涡轮发动机中，粉末到块体材料在成形过程的组织演变过程将直接影响到零件的服役性能和寿命，特别是近年来一些逐步开始应用于高温合金部件的先进快速成形工艺，如3D打印和喷射成形等，涉及合金粉末在高速升、降温过程的组织演变规律，这些物理冶金信息对工艺参数的制定具有很大的技术指导意义。以往针对合金原始松散粉末高温下组织转变的方法主要采用普通加热炉加热，其缺点是:第一，升温速度很慢，与工艺过程的实际状态相差甚远；第二，升温速度很难控制，无法满足不同温度下组织演变规律测定的需要；第三，保护气氛下降温速度控制可选空间有限；第四，较难实现快速响应的精确记录。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法，其目的是确定高温合金粉末在不同温度和升温速率下熔化、凝固时的微观组织变化规律，该种变化规律可用于指导高温合金粉末快速熔凝过程相关热加工工艺参数和材料的选择。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:该种高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法的步骤是:1.，其特征在于:该方法步骤是:(I)采用惰性气体雾化或等离子旋转电极法制备高温合金粉末；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为I μπι?200 μπι ；(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压温度比该粉末高温合金常规热等静压成型温度低200°C?600°C ;(4)将热等静压后，将包套外形加工成圆柱状，成为试样；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在保护气氛下以不同加热速度将试样快速升温至不同温度、保温、冷却，升温速率范围为5°C /s?1000°C /s，保温温度范围为1000°C?1400°C，保温时间为Is?6000s，冷却为断电空冷?水淬，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。本专利技术技术方案的优点是:(I)合金原始松散的粉末无法用于电阻/电流加热方式的热模拟试验机以实现可控大速率升温过程，而本专利技术中对包套内粉末进行远低于常规热等静压成型温度和合金粉末相变温度下的松散固结，既保持了单颗原始粉末的组织特征，又同时满足了试验机样品状态为块体材料的要求；(2)以上方法制备的试样可以实现合金粉末于保护气氛下在热力模拟试验机进行升温速度、保温温度和时间均可控可调的熔凝试验，特别是针对合金粉末其它方法难以实现的可控大速率升温，现有设备的理论升温速率可达10000°C /S，且可实现快速响应的精确记录；(3)经过热力模拟机大速率升温到不同温度的合金粉末的组织、结构和成分可以通过显微镜、EBSD、X射线和电子探针等手段直观观察和表征，用于指导基于高温合金粉末快速热加工工艺的实际生产工艺与工艺相适应材料的选择(如高温合金粉末3D打印和喷射成形工艺过程)。【具体实施方式】下面将结合实施例对本专利技术技术方案做进一步详细说明。实施例1所述高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法的步骤是:(I)采用氩气雾化制备高温合金粉末，合金的重量百分比成分为:12.9Cr-20.2Co-2.0ff-3.9Μο-3.5Α1-3.7Ti_l.0Nb-2.3Ta_0.02C-0.03B-0.05Zr-余量为 Ni ；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为45ym?63ym;(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压的温度为SOO0C (远低于该合金常规热等静压温度1170-1190°C);(4)将热等静压后，将包套外形加工成外表光亮的圆柱状，成为试样，试样的直径为6_，长度为40_ ；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在氩气保护气氛下，1000C /s的加热速度将试样快速升温至1000°C，保温时间2s，断电后空冷，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。实施例2所述高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法的步骤是:(I)采用氩气雾化制备高温合金粉末，合金的重量百分比成分为:12.9Cr-20.2Co-2.0ff-3.9Μο-3.5Α1-3.7Ti_l.0Nb-2.3Ta_0.02C-0.03B-0.05Zr-余量为 Ni ；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为45ym?63ym;(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压的温度为SOO0C (远低于该合金常规热等静压温度1170-1190°C);(4)将热等静压后，将包套外形加工成外表光亮的圆柱状，成为试样，试样的直径为6_，长度为40_ ；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在氩气保护气氛下，1000C /s的加热速度将试样快速升温至1100°C，保温时间2s，断电后空冷，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。实施例3所述高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法的步骤是:(I)米用氩气雾化制备高温合金粉末，合金的重量百分比成分为:12.9Cr_20.2Co-2.0ff-3.9Μο-3.5Α1-3.7Ti_l.0Nb-2.3Ta_0.02C-0.03B-0.05Zr-余量为 Ni ；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为45ym?63ym;(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压的温度为SOO0C (远低于该合金常规热等静压温度1170-1190°C);(4)将热等静压后，将包套外形加工成外表光亮的圆柱状，成为试样，试样的直径为6_，长度为40_ ；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在氩气保护气氛下，1000C /s的加热速度将试样快速升温至1200°C，保温时间2s，断电后空冷，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。实施例4所述高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法的步骤是:(I)采用氩气雾化制备高温合金粉末，合金的重量百分比成分为:12.9Cr-20.2Co-2.0ff-3.9Μο-3.5Α1-3.7Ti_l.0Nb-2.3Ta_0.02C-0.03B-0.05Zr-余量为 Ni ；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为45ym?63ym;(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压的温度为SOO0C (远低于该合金常规热等静压温度1170-1190°C);(4)将热等静压后，将包套外形加工成外表光亮的圆柱状，成为试样，试样的直径为6_，长度为40_ ；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在氩气保护气氛下，1000C /s的加热速度将试样快速升温至1200°C，保温时间10s，断电后空冷，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。实施例5所述高温合金粉末快速熔凝试样的制备及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍基高温合金粉末快速熔凝试样的制备及试验方法，其特征在于：该方法步骤是：(1)采用惰性气体雾化或等离子旋转电极法制备高温合金粉末；(2)将经过筛分后的合金粉末放入不锈钢管中包套、除气和封焊，合金粉末的粒度范围为1μm～200μm；(3)采用热等静压法对包套内合金粉末进行松散固结，热等静压温度比该粉末高温合金常规热等静压成型温度低200℃～600℃；(4)将热等静压后，将包套外形加工成圆柱状，成为试样；(5)将试样放入热力模拟试验机中，在保护气氛下以不同加热速度将试样快速升温至不同温度、保温、冷却，升温速率范围为5℃/s～1000℃/s，保温温度范围为1000℃～1400℃，保温时间为1s～6000s，冷却为断电空冷～水淬，记录温度随时间变化曲线；(6)切取试样，获得试样的微观组织、相结构和成分变化数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑亮，张国庆，刘娜，李周，袁华，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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