一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法及AerMet100超高强度钢技术

本发明专利技术属于超高强度钢热处理技术领域，提供了一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法及AerMet100超高强度钢。本发明专利技术的高温热处理消除了增材制造AerMet100超高强度钢因增材制造形成的原始凝固组织，提高了原始组织的均质性，得到了均匀化的马氏体组织(主要是板条状马氏体组织，薄膜状残余奥氏体组织以及细小的M2C碳化物)，在保持材料抗拉强度的同时，提高了断裂韧度。实施例的数据表明：利用本发明专利技术提供的方法得到的AerMet100超高强度钢的抗拉强度≥1980MPa，断裂韧度≥86MPa

【技术实现步骤摘要】
一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法及AerMet100超高强度钢


[0001]本专利技术涉及超高强度钢热处理
，尤其涉及一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法及AerMet100超高强度钢。

技术介绍

[0002]AerMet100超高强度钢充分利用了Co
‑
Ni的二次硬化效应获得了极其优异的强韧性匹配，同时兼有良好的抗应力腐蚀断裂能力和高的疲劳强度，是一种综合性能十分优良的超高强度钢。在航空工业中，由AerMet100超高强度钢制造的航空构件重量轻、尺寸小，还提高了可靠性和使用寿命。因此AerMet100超高强度钢已经广泛应用于制造飞机起落架、气体涡轮发动机主轴和承力螺栓等航空受力件。
[0003]金属增材制造由于其加工周期短、材料利用率高、设计更自由等优势，能够满足航空零件制造的低成本、短周期需求，在航空制造领域得到了广泛的应用。金属增材制造技术是满足现代航空零件快速低成本研制的重要手段，同时也是满足航空超规格、复杂金属结构制造的关键技术之一，增材制造技术的成形优势可以弥补AerMet100钢在加工成形、零件制造上的劣势，在航空航天领域有着非常广阔的应用前景。
[0004]但是，当前国内关于增材制造AerMet100超高强度钢的研究仍处于起步阶段，现有研究表明，增材制造AerMet100超高强度钢的力学性能通常难以达到工程应用的标准，必须要改变热处理工艺来改善其力学性能。现有的增材制造AerMet100超高强度钢的热处理工艺集中在淬火、深冷和回火；但是如此设置的热处理工艺，得到的AerMet100超高强度钢的断裂韧度有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法及AerMet100超高强度钢。本专利技术提供的方法提高了增材制造超高强度钢的断裂韧度。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种提高增材制造AerMet100超高强度钢力学性能的方法，包括以下步骤：
[0008]将增材制造AerMet100超高强度钢依次进行高温热处理、淬火、深冷和回火；
[0009]所述高温热处理的温度为1050～1200℃，保温时间≥60min。
[0010]优选地，所述高温热处理后，还包括冷却至室温；所述冷却的方式包括空冷或油冷。
[0011]优选地，所述冷却至室温后，还包括依次进行正火和高温回火；
[0012]所述正火的温度为900
±
10℃，保温时间≥60min，所述正火后，还包括空冷至室温。
[0013]优选地，所述高温回火的温度为680
±
10℃，保温时间≥16h，所述高温回火后，还
包括空冷至室温。
[0014]优选地，所述淬火的温度为885
±
14℃，保温时间为60～75min，所述淬火后，还包括油冷至室温。
[0015]优选地，所述深冷的温度为
‑
73
±
8℃，保温时间≥60min，所述深冷后还包括空冷至室温。
[0016]优选地，所述回火的温度为482
±
6℃，保温时间为5～8h，所述回火后还包括空冷至室温。
[0017]优选地，所述增材制造AerMet100超高强度钢包括以下质量百分含量的组分：
[0018]C：0.21～0.25％；Cr：2.9～3.3％；Ni：11.0～12.0％；Co：13.0～14.0％；Mo：1.1～1.3％；Ti＜0.015％；Si＜0.1％；Mn＜0.1％；Al＜0.015％；S＜0.005％；P＜0.008％；O＜0.002％；N＜0.0015％；H＜0.0015％；其余为Fe。
[0019]优选地，所述增材制造AerMet100超高强度钢的制备方法为电弧微铸锻复合增材制造法。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述的方法得到的AerMet100超高强度钢，所述AerMet100超高强度钢的抗拉强度≥1980MPa，断裂韧度≥86MPa
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m
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。
[0021]本专利技术提供了一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法，包括以下步骤：将增材制造AerMet100超高强度钢依次进行高温热处理、淬火、深冷和回火；所述高温热处理的温度为1050～1200℃，保温时间≥60min。本专利技术的高温热处理消除了增材制造AerMet100超高强度钢因增材制造形成的原始凝固组织，提高了原始组织的均质性，得到均匀化的马氏体组织(主要是板条状马氏体组织，薄膜状残余奥氏体组织以及细小的M2C碳化物)，在保持材料抗拉强度的同时提高了断裂韧度。实施例的数据表明：利用本专利技术提供的方法得到的AerMet100超高强度钢的抗拉强度为1980～2024MPa，断裂韧度为86～106MPa
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[0022]进一步地，正火和高温回火能够进一步提高组织的均质性，有效细化淬火前的原始奥氏体晶粒，消除内应力，进一步提高增材制造AerMet100超高强度钢在实际应用中的可靠性。
[0023]本专利技术还提供了上述技术方案所述的方法得到的AerMet100超高强度钢，所述AerMet100超高强度钢的抗拉强度≥1980MPa，断裂韧度≥86MPa
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。经本专利技术提供的方法处理得到的AerMet100超高强度钢保持抗拉强度的同时，提高了断裂韧度。
附图说明
[0024]图1为实施例1中增材制造AerMet100超高强度钢未进行高温热处理的金相组织图；
[0025]图2为实施例2在1050℃高温热处理油冷后的金相组织图；
[0026]图3为实施例3在1100℃高热温处理油冷后的金相组织图；
[0027]图4为实施例4在1150℃高温热处理油冷后的金相组织图；
[0028]图5为实施例5在1200℃高温热处理油冷后的金相组织图；
[0029]图6为实施例6在1200℃高温热处理空冷后的金相组织图；
[0030]图7为实施例5在1200℃高温热处理油冷后的原始奥氏体晶粒图；
[0031]图8为实施例7在1200℃高温热处理油冷后增加900℃正火和680℃高温回火后的原始奥氏体晶粒图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供了一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法，包括以下步骤：
[0033]将增材制造AerMet100超高强度钢依次进行高温热处理、淬火、深冷和回火；
[0034]所述高温热处理的温度为1050～1200℃，保温时间≥60min。
[0035]在本专利技术中，所述增材制造AerMet100超高强度钢优选包括以下质量百分含量的组分：
[0036]C：0.21～0.25％；Cr：2.9～3.3％；Ni本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高增材制造超高强度钢力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：将增材制造AerMet100超高强度钢依次进行高温热处理、淬火、深冷和回火；所述高温热处理的温度为1050～1200℃，保温时间≥60min。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温热处理后，还包括冷却至室温；所述冷却的方式包括空冷或油冷。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷却至室温后，还包括依次进行正火和高温回火；所述正火的温度为900
±
10℃，保温时间≥60min，所述正火后，还包括空冷至室温。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高温回火的温度为680
±
10℃，保温时间≥16h，所述高温回火后，还包括空冷至室温。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淬火的温度为885
±
14℃，保温时间为60～75min，所述淬火后，还包括油冷至室温。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述深冷的温度为
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73
±
8℃，保温时间≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩顺，黄顺喆，王长军，许忠智，厉勇，刘雨，雷斯敏，耿如明，王春旭，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：