Ni基合金层叠造形体的热处理方法、Ni基合金层叠造形体的制造方法、层叠造形体用Ni基合金粉末、以及Ni基合金层叠造形体技术

一种对层叠成形的由Ni基合金构成的层叠造形体实施的热处理方法，该方法包括：碳化物析出最佳化热处理工序，在该工序中，在根据各成分元素量而通过(1)式求出的温度T1以上且1350℃以下的温度下将层叠造形体加热1小时以上且100小时以下的时间；以及碳化物析出最佳化热处理工序之后的时效处理工序，在该工序中，在800～950℃的范围内的温度下将层叠造形体加热1～30小时。T1(℃)＝177×Ni(％)+176×Co(％)+172×Cr(％)+178×Mo(％)+174×W(％)+171×Al(％)+170×Ti(％)+168×Ta(％)+163×Nb(％)+307×C(％)‑16259…(1)。

Heat treatment method of Ni based alloy laminated body, manufacturing method of Ni based alloy laminated body, Ni based alloy powder for laminated body and Ni based alloy laminated body

A heat treatment method for the laminated Ni based alloy formed by lamination includes: the carbide precipitation optimization heat treatment process, in which the laminated body is heated for more than 1 hour and less than 100 hours at a temperature above T1 and below 1350 \u2103 calculated by formula (1) according to the amount of each component element; and the carbide precipitation optimization heat treatment process In the aging treatment process after the optimized heat treatment process, the laminated body is heated for 1-30 hours in the temperature range of 800-950 \u2103. T1(\u2103)\uff1d177\u00d7Ni(\uff05)+176\u00d7Co(\uff05)+172\u00d7Cr(\uff05)+178\u00d7Mo(\uff05)+174\u00d7W(\uff05)+171\u00d7Al(\uff05)+170\u00d7Ti(\uff05)+168\u00d7Ta(\uff05)+163\u00d7Nb(\uff05)+307\u00d7C(\uff05)\u201116259\u2026 (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Ni基合金层叠造形体的热处理方法、Ni基合金层叠造形体的制造方法、层叠造形体用Ni基合金粉末、以及Ni基合金层叠造形体
本专利技术涉及Ni基合金层叠造形体的热处理方法、Ni基合金层叠造形体的制造方法、层叠造形体用Ni基合金粉末、以及Ni基合金层叠造形体。本申请基于2017年3月29日向日本申请的特愿2017-064847号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
近年来，作为所谓3D打印(立体造形)技术之一，将金属进行层叠造形的技术正被开发、实用化。在这种金属层叠造形法中，在基板上层叠成为产品的金属造形体的原料即金属粉末层，并向金属粉末层上的预先设定的区域照射激光等高密度能量。然后，使该区域内的金属粉末急速熔融、并急速冷却、凝固，从而形成规定形状的金属凝固层。通过反复进行这样的过程，形成立体造形出的层叠体。另一方面，已知以Ni为主要成分的Ni基合金的耐热性高、且高温强度大，通过铸造法得到的由Ni基合金构成的构件以往广泛地应用于燃气轮机用的涡轮构件等要求高温强度的耐热构件的用途。并且，最近，例如作为在内部具有冷却通路这样的复杂形状的、由Ni基合金构成的部件的制造方法，正尝试使用能够不经过复杂的制造工序而进行直列造形的金属层叠造形法(例如专利文献1等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5840593号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在通过金属层叠造形法制造由Ni基合金构成的耐热构件的情况下，还优选高温蠕变寿命较长。尤其在实际使用的涡轮部件等中，其形状复杂且在表面具有较多凹凸、切口部分，构件表面不平滑的情况较多。在该情况下，作为实际使用的复杂形状的构件或凹凸较多的构件，期望切口试验片(槽口试验片)的在进行高温蠕变断裂试验时的高温蠕变寿命(切口高温蠕变寿命)较长。本专利技术是以以上的情况作为背景而完成的，其课题在于，提供用于得到能够提高切口高温蠕变寿命的Ni基层叠造形体的热处理方法、Ni基合金层叠造形体的制造方法、层叠造形体用Ni基合金粉末、以及Ni基合金层叠造形体。用于解决课题的方案本专利技术人等在为了找到使基于层叠造形法的Ni基合金耐热构件产生切口强化，从而大幅度地延长切口高温蠕变寿命的方式而反复进行深入实验研究时，发现通过对层叠造形体实施与Ni基合金的成分组成相应的适当的热处理，能够将切口弱化转变为切口强化，从而能够大幅度地延长切口高温蠕变寿命。具体而言，本专利技术的第一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法是对层叠成形为规定形状的由Ni基合金构成的层叠造形体实施的热处理方法，其特征在于，所述Ni基合金层叠造形体的热处理方法包括：碳化物析出最佳化热处理工序，在该碳化物析出最佳化热处理工序中，在根据所述层叠造形体的Ni基合金的以质量％为单位的各成分元素的含量而通过下述(1)式所确定的温度T1以上且1350℃以下的温度下，将所述层叠造形体加热0.5小时以上且100小时以下的时间；以及所述碳化物析出最佳化热处理工序之后的时效热处理工序，在该时效热处理工序中，在800～950℃的范围内的温度下，将所述层叠造形体加热1～30小时，T1(℃)＝177×Ni(％)+176×Co(％)+172×Cr(％)+178×Mo(％)+174×W(％)+171×Al(％)+170×Ti(％)+168×Ta(％)+163×Nb(％)+307×C(％)-16259…(1)。在本专利技术的第二方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，所述Ni基合金以质量％计含有：Co：15～25％、Cr：10～25％、Mo：0～3.5％、W：0.5～10％、Al：1.0～4.0％、Ti：0～5.0％、Ta：0～4.0％、Nb：0～2.0％、C：0.03～0.2％、B：0.001～0.02％、Zr：0～0.1％，并且，Al(％)+0.5×Ti(％)为1～5％，W(％)+0.5×Mo(％)为0.5～10％，剩余部分由Ni以及不可避免的杂质构成。在本专利技术的第三方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第二方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，所述Ni基合金中的Ti、Ta、Nb的合计以质量％计为10.0％以下。在本专利技术的第四方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第一～第三方案中任一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，在所述碳化物析出最佳化热处理工序与所述时效热处理工序之间，还包括固溶热处理工序，在该固溶热处理工序中，在1150～1250℃的范围内的温度下，将所述层叠造形体加热0.5～10小时。在本专利技术的第五方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第一～第四方案中任一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，在所述碳化物析出最佳化热处理工序之前，对层叠造形体实施应力去除热处理。在本专利技术的第六方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第一～第五方案中任一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，在所述碳化物析出最佳化热处理工序之后、且所述时效热处理工序之前的阶段，对层叠造形体实施HIP处理即热等静压处理。在本专利技术的第七方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法中，在所述第一～第六方案中任一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的基础上，其特征在于，在所述碳化物析出最佳化热处理工序之后、且所述时效热处理工序之前的阶段，实施稳定化热处理。本专利技术的第八方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法的特征在于，通过所述第一～第七方案中任一方案的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，在结晶晶界的每10μm晶界长度上平均析出1个以上的M23C6型碳化物。本专利技术的第九方案的Ni基合金层叠造形体的制造方法的特征在于，在反复进行使Ni基合金粉末熔融以在基材上形成骤冷凝固层的过程，从而在基材上形成由Ni基合金构成的层叠造形体的层叠造形工序之后，对层叠造形体应用所述第一～第七方案中任一方案所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法。在本专利技术的第十方案的Ni基合金层叠造形体的制造方法中，在所述第九方案的Ni基合金层叠造形体的制造方法的基础上，其特征在于，得到一种Ni基合金层叠造形体，在该Ni基合金层叠造形体中，在结晶晶界的每10μm晶界长度上平均析出有1个以上的M23C6型碳化物。本专利技术的第十一方案的层叠造形体用Ni基合金粉末以质量％计含有：Co：15～25％、Cr：10～25％、Mo：0～3.5％、W：0.5～10％、Al：1.0～4.0％、Ti：0～5.0％、Ta：0～4.0％、Nb：0～2.0％、C：0.03～0.2％、B：0.001～0.02％、Zr：0～0.1％，并且，Al(％)+0.5×Ti(％)为1～5％，W(％)+0.5×Mo(％)为0.5～10％，剩余部分由Ni以及不可避免的杂质构成，其特征在于，所述层叠造形体用Ni基合金粉末的平均粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其是对层叠成形为规定形状的由Ni基合金构成的层叠造形体实施的热处理方法，其特征在于，/n所述Ni基合金层叠造形体的热处理方法包括：/n碳化物析出最佳化热处理工序，在该碳化物析出最佳化热处理工序中，在根据所述层叠造形体的Ni基合金的以质量％为单位的各成分元素的含量而通过下述(1)式所确定的温度T1以上且1350℃以下的温度下，将所述层叠造形体加热0.5小时以上且100小时以下的时间；以及/n所述碳化物析出最佳化热处理工序之后的时效热处理工序，在该时效热处理工序中，在800～950℃的范围内的温度下，将所述层叠造形体加热1～30小时，/nT1(℃)＝177×Ni(％)+176×Co(％)+172×Cr(％)+178×Mo(％)+174×W(％)+171×Al(％)+170×Ti(％)+168×Ta(％)+163×Nb(％)+307×C(％)-16259…(1)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170329 JP 2017-0648471.一种Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其是对层叠成形为规定形状的由Ni基合金构成的层叠造形体实施的热处理方法，其特征在于，
所述Ni基合金层叠造形体的热处理方法包括：
碳化物析出最佳化热处理工序，在该碳化物析出最佳化热处理工序中，在根据所述层叠造形体的Ni基合金的以质量％为单位的各成分元素的含量而通过下述(1)式所确定的温度T1以上且1350℃以下的温度下，将所述层叠造形体加热0.5小时以上且100小时以下的时间；以及
所述碳化物析出最佳化热处理工序之后的时效热处理工序，在该时效热处理工序中，在800～950℃的范围内的温度下，将所述层叠造形体加热1～30小时，
T1(℃)＝177×Ni(％)+176×Co(％)+172×Cr(％)+178×Mo(％)+174×W(％)+171×Al(％)+170×Ti(％)+168×Ta(％)+163×Nb(％)+307×C(％)-16259…(1)。


2.根据权利要求1所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
所述Ni基合金以质量％计含有：
Co：15～25％、
Cr：10～25％、
Mo：0～3.5％、
W：0.5～10％、
Al：1.0～4.0％、
Ti：0～5.0％、
Ta：0～4.0％、
Nb：0～2.0％、
C：0.03～0.2％、
B：0.001～0.02％、
Zr：0～0.1％，
并且，
Al(％)+0.5×Ti(％)为1～5％，
W(％)+0.5×Mo(％)为0.5～10％，
剩余部分由Ni以及不可避免的杂质构成。


3.根据权利要求2所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
所述Ni基合金中的Ti、Ta、Nb的合计以质量％计为10.0％以下。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
在所述碳化物析出最佳化热处理工序与所述时效热处理工序之间，还包括固溶热处理工序，在该固溶热处理工序中，在1150～1250℃的范围内的温度下，将所述层叠造形体加热0.5～10小时。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
在所述碳化物析出最佳化热处理工序之前，对层叠造形体实施应力去除热处理。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
在所述碳化物析出最佳化热处理工序之后、且所述时效热处理工序之前的阶段，对层叠造形体实施HIP处理即热等静压处理。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的Ni基合金层叠造形体的热处理方法，其特征在于，
在所述碳化物析出最佳化热处理工序之后、且所述时效热处理工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：种池正树，藤原宏介，原口英刚，谷川秀次，斋藤伸彦，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP