选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法技术

本发明专利技术提供了一种选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法，其包括：制备GH3536镍合金样品；将热处理炉升温，并用热电偶测试加热结束的实际温度；将GH3536镍合金样品放置热处理炉内中心位置，保温；保温结束，将GH3536镍合金样品取出并随炉冷至室温；本发明专利技术采用炉冷的冷却方式、较短的保温时间以及较慢的冷却速率，柱状晶经历再结晶转变成等轴晶，并有效改善了镍合金组织中碳化物的形态和分布，因此，所得材料在满足强度、硬度的同时，高温塑性大大提高；从而解决了3D打印高温镍合金高温塑性差的问题，减弱或消除了析出相对性能的影响，提高GH3536的高温塑性。提高GH3536的高温塑性。提高GH3536的高温塑性。

【技术实现步骤摘要】
选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法


[0001]本专利技术属于金属材料热处理
，具体涉及一种选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法。

技术介绍

[0002]通过研究选区激光熔化成形GH3536合金的显微组织和拉伸性能，得到沉积态试样的强度较传统铸造方法高，但塑性较差。
[0003]通过研究GH3536的微观组织，以及其对力学性能的影响，发现组织中碳化物的分布情况是影响GH3536高温塑性的重要因素。块状碳化物分布在晶界会降低激光选区熔化GH3536合金室温塑性和高温持久性能；连续的碳化物能够强化晶界，使合金具有较高的室温塑性和高温持久性能。通过较慢的冷却速率，可以在晶界处得到连续的碳化物，从而提高高温塑性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0006]一种选择性激光熔化(Selective laser melting,SLM)镍合金GH3536的热处理方法，其包括如下步骤：
[0007](1)、制备SLM技术的GH3536镍合金样品；
[0008](2)、将热处理炉升温，并用热电偶测试加热结束的实际温度，确保实际温度为升温温度；
[0009](3)、将步骤(1)的GH3536镍合金样品放置步骤(2)的升温后的热处理炉内中心位置进行热处理，开始计时，然后保温；
[0010](4)、保温结束，将GH3536镍合金样品取出并随即炉冷至室温。
[0011]作为本专利技术的优选实施例，步骤(1)中，GH3536镍合金样品属于固溶强化型镍基变形高温合金，主要合金元素为镍、铬和铁，国际牌号为Hastelloy
‑
X。
[0012]作为本专利技术的优选实施例，步骤(2)中，热处理炉选自真空管式炉或气氛保护管式炉中的一种以上。
[0013]作为本专利技术的优选实施例，步骤(2)中，升温的温度为1175
±
15℃，升温的时间为5
±
0.1min。
[0014]作为本专利技术的优选实施例，步骤(2)中，升温的速率为10
±
5℃/min。
[0015]作为本专利技术的优选实施例，步骤(3)中，GH3536镍合金样品的热处理的固熔温度为1175
±
15℃。
[0016]作为本专利技术的优选实施例，步骤(3)中，保温的时间为30
‑
40min。
[0017]作为本专利技术的优选实施例，步骤(4)中，冷却的方式为冷却速率较慢的炉冷，冷却
速率为10
±
5℃/min。
[0018]一种镍合金GH3536，其由上述的热处理方法得到。
[0019]由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术采用炉冷的冷却方式、较短的保温时间以及较慢的冷却速率，较短的保温时间可防止中间的有害相析出，较慢的冷却速率可以有效的析出连续的碳化物，并且经过热处理，微观组织发生再结晶，原本的柱状晶转变成等轴晶，消除了因柱状晶引起的组织各向异性，使裂纹不易萌生。连续的碳化物可以加强晶界，阻碍位错运动，使裂纹不易扩展。因此，经过该热处理所得材料在满足强度、硬度的同时，高温塑性大大提高；从而解决了3D打印后沉积态高温镍合金高温塑性差的问题，减弱或消除了析出相对性能的影响，提高GH3536的高温塑性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的对比例3中3D打印GH3536镍合金的沉积态的金相形貌图(图(a)为沉积态水平方向打印得到的微观组织，图(b)为沉积态竖直方向打印得到的微观组织)。
[0022]图2为本专利技术的实施例1中SLM技术GH3536镍合金的晶间腐蚀试验的沉积态试样的蚀刻图(图(a)为水平方向打印得到的等轴状微观组织，图(b)为竖直方向打印得到的柱状微观组织)。
[0023]图3为本专利技术的实施例1中SLM技术GH3536镍合金的塑性的热处理方法的晶间腐蚀试验的固溶处理后试样的蚀刻图((a)图为炉冷，(b)图为空冷，(c)图为水冷)。
[0024]图4为本专利技术的实施例1中SLM技术GH3536镍合金的1175
‑
FC试样的扫描电镜(SEM)图(图(a)低倍扫描图，图(b)高倍扫描图)。
[0025]图5为本专利技术的SLM技术GH3536镍合金的塑性的热处理方法的高温拉伸数据图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种SLM镍合金GH3536的热处理方法。
[0027]本专利技术的SLM镍合金GH3536的热处理方法包括如下步骤：
[0028](1)、制备SLM技术的GH3536镍合金样品。粉末是由中航迈特提供的GH3536合金粉末，SLM设备为SP100打印参数设置如表1所示，正式打印前对打印设备进行常规的充氩气进行排氧，保证氧含量低于0.02％。打印过程采用添粉
‑
铺粉
‑
激光扫粉的层层打印，每打印一层，激光转角67
°
继续扫描打印，循环往复；
[0029](2)、将热处理炉升温至1175
±
15℃，升温的时间为5
±
0.1min，并用热电偶测试加热结束的实际温度，确保实际温度为1175
±
15℃；
[0030](3)、将步骤(1)的GH3536镍合金样品放置步骤(2)的升温后的热处理炉内中心位置进行热处理，开始计时，进行保温；
[0031](4)、保温结束，将GH3536镍合金样品取出并随即炉冷至室温。
[0032]表1SLM成形工艺参数
[0033][0034]其中，在步骤(1)中，GH3536镍合金样品属于固溶强化型镍基变形高温合金，主要合金元素为镍、铬和铁，国际牌号为Hastelloy
‑
X。试验样品均为本专利技术实验室的优化参数打印的样品。除了SLM技术外，还可以选择其它3D打印技术。
[0035]在步骤(2)中，热处理炉选自真空管式炉或气氛保护管式炉中的一种以上。
[0036]在步骤(2)中，升温的速率为10
±
5℃/min，并用热电偶实时监测。主要考虑的是严格控制固溶温度的精确度，保证试验的真实性。
[0037]在步骤(3)中，GH3536镍合金样品热处理的固熔温度为1175
±
15℃。热处理过程中，内部的碳化物溶解，同时内部合金元素均匀化。经1175
±
15℃热处理后沉积态组织消失，观察不到原有的激光扫描痕迹，合金内部发生了再结晶。3D打印的GH3536的塑性较差，其中组织中柱状晶和碳化物的状态与分布影响较大，为减弱或消除柱状晶和碳化物对GH3536镍合金高温塑性的影响，因此选用固溶温度为1175
±
15℃。
[0038]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)、制备选择性激光熔化技术的GH3536镍合金样品；(2)、将热处理炉升温；(3)、将步骤(1)所述的GH3536镍合金样品放置步骤(2)升温后的热处理炉内进行热处理，然后保温；(4)、保温结束，将所述GH3536镍合金样品取出，并炉冷冷却至室温。2.根据权利要求1所述的选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述GH3536镍合金样品属于固溶强化型镍基变形高温合金，主要合金元素为镍、铬和铁。3.根据权利要求1所述的选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述热处理炉选自真空管式炉或气氛保护管式炉中的一种以上。4.根据权利要求1所述的选择性激光熔化镍合金GH3536的热处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述升温的温度为1175
±
15℃，升温的时间为5

【专利技术属性】
技术研发人员：柳明昊，张恺，曾琦，贺庆升，曹俊，汤旭婕，侯娟，杨义，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：