一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法技术

本发明专利技术提供了一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，步骤S1，将A508

【技术实现步骤摘要】
of energy density and scanning strategy on densification，microstructure and mechanical properties of 316L stainless steel processed via selective laser melting”文献中应用增材制造技术制备了316L不锈钢，制备过程中出现层间搭接缺陷等现象。在制造过程中出现的这些缺陷多与工艺参数有关，如：未熔粉末是由于激光能量过低，过烧是由于激光能量过高或曝光时间过长，层间搭接是由于层间距设置不合理等。因此，需要合理调控参数以减少缺陷，均匀组织。但是，对于不同成分的钢而言，其增材制造的工艺是不同的，也就是说钢的成分差异对SLM工艺会有影响。A508
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3钢属于典型的低碳Mn
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Ni
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Mo钢，与上述提及的钢在成分上是存在差异的，因此以上提到的SLM工艺参数不存在可参考性。目前尚无关于A508
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3钢激光选区熔化增材制造的相关报道和研究，亟需开发出针对于A508
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3钢的激光选区熔化增材制造工艺以及相应的打印缺陷控制方法，最终制备出高性能的A508
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3钢压力容器零部件。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，可实现整体均质制造，并调控参数以减少缺陷，提高构件致密度，获得比传统成型工艺制备的构件更为优异的组织和性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术实施例还提供了一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]步骤S1，将A508
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3钢原始粉末在氢气中进行加热，干燥粉末的同时将粉末表面氧化物进行还原以保证粉末纯度；
[0008]步骤S2，将干燥还原后的粉末采用激光选区熔化技术进行打印，激光选区熔化技术打印的工艺条件为：激光功率为200～250W，点间距为40～80μm，曝光时间为80～100μs，扫描线间距为90μm～100μm。
[0009]进一步地，步骤S2中激光选区熔化技术进行打印的相位角为67
°
，气氛为氩气，粉末逐层铺设的厚度为30μm～50μm。
[0010]进一步地，步骤S2中当打印多个成形件时，每个成形件间隔距离大于10mm，避免打印过程中粉末飞溅而造成的成形件的孔洞缺陷。
[0011]进一步地，步骤S1中的加热温度为450～700℃，加热时间为0.5～3h。
[0012]进一步地，步骤S1中A508
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3钢原始粉末为球形粉末，粉末的粒径范围为15μm～53μm。
[0013]进一步地，步骤S1中A508
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3钢原始粉末以质量百分数计，包括：碳0.17～0.23％、硅0.19～0.27％、锰1.20～1.43％、镍0.73～0.79％、铬0.06～0.12％、钼0.48～0.51％，余量为铁。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：
[0015]本专利技术所提供的一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，可实现整体均质制造，并调控参数以减少缺陷，提高构件致密度，获得比传统成型工艺制备的构件更为优异的组织和性能。
[0016]1.本专利技术在采用上述方案之后，成功制备出了具有独特成分的A508
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3钢，且制备
出的材料几乎不存在缺陷，致密度高于98.9％，抗拉强度在1200MPa以上，延伸率在16.5％以上，性能明显优于传统成型A508
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3钢构件的性能。
[0017]2.本专利技术可在核反应堆压力容器零部件中推广应用，以及对A508
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3钢强度和塑性要求较高的其他相关领域中推广应用。
[0018]3.本专利技术可制造结构复杂的A508
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3钢零部件，减少反应堆压力容器组焊数量和连接部位的焊缝长度，提高反应堆压力容器的安全性。为反应堆压力容器一体化制造提供新思路。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术实施例的一些实施例。
[0020]图1(a)为实施例1制备的A508
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3钢构件的xy面光镜图，图1(b)为实施例1制备的A508
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3钢构件的SEM图；
[0021]图2(a)为实施例2制备的A508
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3钢构件的xy面光镜图，图2(b)为实施例2制备的A508
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3钢构件的SEM图；
[0022]图3(a)为实施例3制备的A508
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3钢构件的z面光镜图，图3(b)为实施例3制备的A508
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3钢构件的SEM图；
[0023]图4(a)为对比例1制备的A508
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3钢构件的xy面光镜图，图4(b)为实施例4制备的A508
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3钢构件的SEM图。
具体实施方式
[0024]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。
[0025]本专利技术提供了一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，所述方法包括如下步骤：
[0026]步骤S1，将A508
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3钢原始粉末在氢气中在450～700℃下加热0.5～3h，其作用一是将粉末进行干燥去除水分，二是将粉末表面氧化物进行还原以保证粉末纯度，减少后续打印缺陷；A508
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3钢原始粉末为球形粉末，粉末的粒径范围为15μm～53μm；A508
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3钢原始粉末以质量百分数计，包括：碳0.17～0.23％、硅0.19～0.27％、锰1.20～1.43％、镍0.73～0.79％、铬0.06～0.12％、钼0.48～0.51％，余量为铁。
[0027]步骤S2，将干燥还原后的粉末采用激光选区熔化技术进行打印，当打印多个成形件时，每个成形件间隔距离大于10mm，其主要作用为避免打印过程中粉末飞溅而造成的成形件的孔洞等缺陷；激光选区熔化技术打印的工艺条件为：激光功率为200～250W，点间距为40～80μm，曝光时间为80～100μs，扫描线间距为90μm～100μm，相位角为67
°
；气氛为氩气，粉末逐层铺设的厚度为30μm～50μm。
[0028]实施例1
[0029]选择粉末粒径为15～53μm的A508
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3钢球形粉末，将其在氢气中进行加热，加热温度为600℃，加热时间为1h，将干燥还原后的粉末采用激光选区熔化技术进行打印，根据所需要制备A508
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3钢构件的三维模型，确定激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1，将A508
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3钢原始粉末在氢气中进行加热，干燥粉末的同时将粉末表面氧化物进行还原以保证粉末纯度；步骤S2，将干燥还原后的粉末采用激光选区熔化技术进行打印，激光选区熔化技术打印的工艺条件为：激光功率为200～250W，点间距为40～80μm，曝光时间为80～100μs，扫描线间距为90μm～100μm。2.根据权利要求1所述的可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，其特征在于，步骤S2中激光选区熔化技术进行打印的相位角为67
°
，气氛为氩气，粉末逐层铺设的厚度为30μm～50μm。3.根据权利要求1所述的可调控核反应堆压力容器用钢缺陷的增材制造方法，其特征在于，步骤S2中当打印多个成形件...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宗青，刘怡汝，胡章平，杨振文，刘永长，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：