一种GH4169合金制备方法技术

本发明专利技术公开了一种GH4169合金制备方法，属于合金材料制备技术领域。上述GH4169合金制备方法包括以下步骤：步骤1：采用选择性激光熔化3D打印技术制备GH4169合金；步骤2：将GH4169合金在950℃‑1200℃条件下，进行固溶处理0.5h。本发明专利技术采用选择性激光熔化3D打印技术，再经过固溶处理，在大大缩短固溶处理时间的基础上，得到的GH4169合金的硬度与比现有技术中得到的GH4169合金的硬度最高可提升14％以上，提出了一种新型的低成本高硬度GH4169合金的工艺方法。

【技术实现步骤摘要】
一种GH4169合金制备方法
本专利技术涉及材料制备
，具体涉及一种GH4169合金制备方法。
技术介绍
GH4169合金是一种新型的高温合金，普遍应用于各类高温部件的制造。它的相对操纵温度在全部普通合金系中也是最高的。合金在-253℃到650℃温度范围内具备杰出的综合性能，是在低暖和高温条件下用途极广的高温合金。在650℃以下的屈服强度居高温变形合金的首位，具备较高的抗拉强度和杰出的塑形，具有良好的抗腐蚀、抗辐射能、断裂韧性的综合机能，以及良好的加工性能、焊接性能。GH4169合金有多种制造工艺，如锻造、铸造、3D激光打印和粉末冶金等，相应制造出来的铸件、锻件、3D打印件和粉末冶金件也会有不同的性能和生产特点，如3D激光打印比锻件的生产时间更短，花费的费用更低、制造的零件形状更加多样。再如粉末冶金件跟锻件、铸件相比有更少的偏析、更加良好的综合性能和更加简短的工艺流程等。GH4169合金盘锻件在国内已经得到了广泛的应用，但随着我国航天事业的发展、大飞机等项目的启动，对其提出了更高的要求。现有技术中，GH4169高温合金以Fe、Cr、Ni为主要元素，主要通过固溶强化来提高其性能。现有合金具有不同的热处理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量，从而获得不同级别的力学性能。合金热处理制度分3类：I类(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷，经此制度处理的材料晶粒粗化，晶界和晶内均无δ相，存在缺口敏感性，但对提高冲击性能和抵抗低温氢脆有利。II类(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。III类720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷，经此制度处理后，材料中的δ相较少，能提高材料的强度和冲击性能，该制度也称为直接时效热处理制度。合金热处理时间较长，需要较多能源，使得GH4169合金的加工成本增加。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种GH4169合金制备方法，大大缩短了GH4169合金热处理时间，其硬度较现有技术中加工方法得到的GH4169合金的硬度提高14％以上。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：本专利技术提供一种GH4169合金制备方法，包括以下步骤：步骤1：采用选择性激光熔化3D打印技术制备GH4169合金；步骤2：将GH4169合金在950℃-1200℃条件下，进行固溶处理0.5h，空冷即得。固溶处理指的是将钢加热到临界温度以上并进行一定时间的保温使组织奥氏体化后，再以大于临界冷却速率的冷速进行冷却的工艺过程。经过淬火处理的钢组织大多主要为马氏体，有时也有主要为贝氏体或马氏体贝氏体的混合物；另外还有少量残余奥氏体和未溶的第二相。固溶处理的目的是促进各种相在基体中的溶解，最终形成单相奥氏体基体，从而提高合金的整体性能。进一步的，所述步骤1中，GH4169合金由以下重量百分比的元素组成：Fe19.63％、Si0.047％、Cu0.002％、Nb4.96％、Ti0.991％、Al0.52％、Mo3.088％、Ni52.76％、Cr17.96％、C0.042％。进一步的，所述步骤1的具体步骤包括：步骤11：原料配备按照各元素比例称取相应质量的Fe粉、Si粉、Cu粉、Nb粉、Ti粉、Al粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉、C粉，混合均匀；步骤12：利用激光选区熔化设备制备GH4169合金。优选的，所述步骤2中，固溶处理的温度为950℃，固溶处理0.5h。进一步的，所述步骤12中，激光选区熔化设备为EOSM280激光选区熔化设备；其中，激光功率300瓦，光斑0.1mm，扫描速度1200mm/s，扫描间隔0.12mm，层厚0.03mm，方向沿高度方向。本专利技术还提供一种上述GH4169合金制备方法制备的GH4169合金的应用，所述GH4169合金用于航空航天领域中，主要用于制造涡轮发动机的涡轮叶片、轴和机匣等。优选的，所述GH4169合金用于600℃以下。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用选择性激光熔化3D打印技术，再经过固溶处理，空冷得到GH4169合金，得到的GH4169合金的硬度与现有技术中得到的GH4169合金的硬度提高14％，硬度的提高增加了材料的耐磨损性能；同时，固溶时间缩短一半，并且不需要时效处理，大大的降低了合金生产成本。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。以下实施例中所用试剂除特殊说明外，均为市售产品。本专利技术提供一种低GH4169合金制备方法，具体说明如下。实施例1一种GH4169合金制备方法，包括以下步骤：步骤1：采用选择性激光熔化3D打印技术制备GH4169合金步骤11：按照各元素比例称取相应质量的Fe粉、Si粉、Cu粉、Nb粉、Ti粉、Al粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉、C粉，混合均匀；GH4169合金由以下重量百分比的元素组成：Fe19.63％、Si0.047％、Cu0.002％、Nb4.96％、Ti0.991％、Al0.52％、Mo3.088％、Ni52.76％、Cr17.96％、C0.042％。步骤12：利用EOSM280激光选区熔化设备制备GH4169合金；其中，激光功率300瓦，光斑0.1mm，扫描速度1200mm/s，扫描间隔0.12mm，层厚0.03mm，方向沿高度方向；步骤2：将GH4169合金在950℃，进行固溶处理0.5h，空冷即得。不同实施例中对GH4169合金进行固溶处理的温度及固溶处理时间如表1所示，其余条件与实施例相同。表1序号固溶处理温度(℃)固溶处理时间(h)实施例19500.5实施例210000.5实施例310500.5实施例411000.5实施例511500.5实施例612000.5由于篇幅所限，为了进一步说明本专利技术的有益效果，设置相关的对比例，进行性能验证。各对比例实验条件如表2所示。对比例1固溶处理时间为1h，其余条件与实施例1相同。实施例2-6固溶处理条件如表2所示，其余条件与实施例1相同。对比例7按照对比例1的方法将GH4169合金固溶处理1h后，炉冷至720℃，保温8h，然后以50℃/h炉冷至620℃，保温8h，之后空冷即得。实施例8-12固溶处理条件如表2所示，其余条件与对比例7相同。表2为了说明本专利技术取得的有益效果，将上述实施例1-6和对比例1-12制备的GH4169合金进行如下性能测试。硬度实验：在本专利技术制备的GH4169合金的两端和中间各取一点，使用洛氏硬度计测量3个点的硬度值，计算出平均值，GH4169合金硬度标尺为HRC。实施例1-6和对比例1-12制备的GH4169合金的硬度数据见表3。表3序号硬度(HRC)序号硬度(HRC)序号硬度(HRB)实施例128.7对比例127.8对比例768.9实施例227.9对比例221.7对比例878.9实施例315.8对比例310.6对比例968.4实施例419.2对比例418.7对比例1064.5实施例520.1对比例510.6对比例1151.3实施例610.4对比例68.2对比例1280.4由上表数据可知，与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GH4169合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用选择性激光熔化3D打印技术制备GH4169合金；步骤2：将GH4169合金在950℃‑1200℃条件下，进行固溶处理0.5h，空冷即得。

【技术特征摘要】
1.一种GH4169合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用选择性激光熔化3D打印技术制备GH4169合金；步骤2：将GH4169合金在950℃-1200℃条件下，进行固溶处理0.5h，空冷即得。2.根据权利要求1所述的GH4169合金制备方法，其特征在于，所述步骤1中，GH4169合金由以下重量百分比的元素组成：Fe19.63％、Si0.047％、Cu0.002％、Nb4.96％、Ti0.991％、Al0.52％、Mo3.088％、Ni52.76％、Cr17.96％、C0.042％。3.根据权利要求1所述的GH4169合金制备方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括：步骤11：原料配备按照上述各元素比例称取相应质量的Fe粉、Si粉、Cu粉、Nb粉、Ti粉、Al粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫建红，李雪莲，冯胜男，李会祥，李超，王浩然，刘学男，王一喆，
申请(专利权)人：山东大学，威海双鑫金属制品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37