本发明专利技术公开了一种在激光增材制造制备过程中，改变上下层的扫描角度来制备更高性能的FCC相高熵合金的方法。其中，所述高熵合金的化学表达式为FeCoCrNi。该合金为最常用的FCC相高熵合金之一，在我国具有良好的发展潜力与广阔的潜在应用前景。使用该方法制备的高熵合金晶粒更加细小，性能更加优异，能促进激光增材制造技术的广泛应用，同时也为新型高强度合金的设计和制备提供了借鉴意义。的设计和制备提供了借鉴意义。
【技术实现步骤摘要】
多角度扫描策略增材制造高性能面心立方结构型高熵合金
[0001]本专利技术属于高熵合金
，特别涉及高性能面心立方(FCC)结构型高熵合金的增材制造方法。
技术介绍
[0002]高熵合金(HEA)作为一种新型合金，由于其高强度和高塑性、耐腐蚀性、耐磨性、以及良好的高温性能等受到广泛关注。高熵合金在我国具有良好的发展潜力与广阔的潜在应用前景。尤其是具备良好力学性能的材料应用更为广泛，可以用于汽车或者工业的排气系统、航空发动机、涡轮、阀门内件等。
[0003]激光增材制造以其无模具、自由实体和全致密近净成形高性能金属复杂件等优势已成为航空航天领域高端零件制造的重要技术手段之一。而增材制造与激光制造是当前国际先进制造技术发展的前沿高端，激光同轴送粉增材制造技术制备面心立方(FCC)结构型高熵合金也充分满足国家技术创新的要求，有利于我国在核心技术层面上取得重大突破，促进我国高精尖产业的发展。使用激光增材制造技术制备的FCC相高熵合金的微观组织是由粗大的柱状晶组成。但是在拉伸过程中，这种粗大的柱状晶晶界由于位错聚集，应力集中等问题，在拉伸时容易开裂，会对FCC结构型高熵合金的广泛应用产生不良影响。因此，改善增材制造制备的FCC相高熵合金的微观组织，是本领域人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]1.一种高性能面心立方高熵合金的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005](1)FeCoCrNi高熵合金按照配比称取原料；所述高熵合金FeCoCrNi各金属原子比为Fe∶Co∶Cr∶Ni＝1∶1∶1∶1。
[0006](2)将步骤1中的预合金粉末的粒径分布在45～150μm；放入干燥箱中，在真空环境下加热至120～150℃进行干燥处理3～5小时，随箱冷却并将粉末加入至激光增材制造设备送粉缸内。
[0007](3)在氩气气体的保护下，气流量为：20L/min，采用激光增材工艺为：激光功率1300W；激光斑点直径为：3mm；扫描速度：6mm/s；搭接率：30％；同轴送粉速度：2.5r/min。
[0008](4)将步骤3工艺与设定的增材制造扫描路径将FeCoCrNi预合金粉末逐层熔化成型在基板上，制备出完整的块体FeCoCrNi高熵合金，无开裂，气孔率为2～8％。扫描路径分别取上下两层夹角为0
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，30
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，60
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，90
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。
[0009]2.一种按照权利要求1所述方法制备得到的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述共晶高熵合金为FCC相结构，微观组织结构中观察上下两层夹角越大，柱状晶含量越少，等轴晶含量越多。
[0010]3.一种按照权利要求1所述方法制备得到的高性能的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述高熵合金随着制备时的上下两层夹角增加，织构强度降低。当上下层夹角为0
°
时，织构强度最高为20.33；当上下层夹角为30
°
时，织构强度为16.32；当上下层夹角为60
°
时，织构强度为14.66；当上下层夹角为90
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时，织构强度最低为11.12。
[0011]4.按照权利要求1所述高性能的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述高熵合金随着制备时的上下两层夹角增加，强度和延展性增加。所述高熵合金当上下层夹角为0
°
时，室温下抗拉强度为477.3MPa，应变为7.75％；当上下层夹角为30
°
时，室温下抗拉强度为508.3MPa，应变为9.86％；当上下层夹角为60
°
时，室温下抗拉强度为587.3MPa，应变为11.29％；当上下层夹角为90
°
时，室温下抗拉强度为622.1MPa，应变为12.6％。
[0012]用本专利技术方法制备的FeCoCrNi高熵合金具有以下优点：
[0013]本专利技术通过改变激光增材制造制备过程中上下层的扫描角度来制备更高性能的FCC相高熵合金。制备出的高熵合金形成均匀、各向异性减弱、力学性能增加。本专利技术的样品定制化生产，具有较高的商业价值。
[0014]综上，本专利技术提供了一种使用激光增材制造技术制备FeCoCrNi高熵合金的方法，该方法操作简单方便，工艺流程短，材料利用率高。并且能够在短时间内制备出形状复杂的合金构件，工作效率高，同时提高了合金质量。
具体实施方式
[0015]为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用。
[0016]实施方式一：
[0017]1.一种高性能面心立方高熵合金的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018](1)FeCoCrNi高熵合金按照配比称取原料；所述高熵合金FeCoCrNi各金属原子比为Fe∶Co∶Cr∶Ni＝1∶1∶1∶1。
[0019](2)将步骤1中的预合金粉末的粒径分布在45～150μm；放入干燥箱中，在真空环境下加热至120～150℃进行干燥处理3～5小时，随箱冷却并将粉末加入至激光增材制造设备送粉缸内。
[0020](3)在氩气气体的保护下，气流量为：20L/min，采用激光增材工艺为：激光功率1300W；激光斑点直径为：3mm；扫描速度：6mm/s；搭接率：30％；同轴送粉速度：2.5r/min。
[0021](4)将步骤3工艺与设定的增材制造扫描路径将FeCoCrNi预合金粉末逐层熔化成型在基板上，制备出完整的块体FeCoCrNi高熵合金，无开裂，气孔率为8％。扫描路径分别取上下两层夹角为0
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[0022]2.一种按照权利要求1所述方法制备得到的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述共晶高熵合金为FCC相结构，微观组织结构中观察到高熵合金主要由柱状晶组成。
[0023]3.一种按照权利要求1所述方法制备得到的高性能的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述高熵合金具有较高的织构强度，织构强度为20.33。
[0024]4.按照权利要求1所述高性能的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述高熵合金室温下抗拉强度为477.3MPa，应变为7.75％。
[0025]实施方式二：
[0026]1.一种高性能面心立方高熵合金的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0027](1)FeCoCrNi高熵合金按照配比称取原料；所述高熵合金FeCoCrNi各金属原子比为Fe∶Co∶Cr∶Ni＝1∶1∶1∶1。
[0028](2)将步骤1中的预合金粉末的粒径分布在45～150μm；放入干燥箱中，在真空环境下加热至120～150℃进行干燥处理3～5小时，随箱冷却并将粉末加入至激光增材制造设备送粉缸内。
[0029](3)在氩气气体的保护下，气流量为：20L/min，采用激光增材工艺为：激光功率1300本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高性能面心立方高熵合金的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)FeCoCrNi高熵合金按照配比称取原料；所述高熵合金FeCoCrNi各金属原子比为Fe∶Co∶Cr∶Ni＝1∶1∶1∶1。(2)将步骤1中的预合金粉末的粒径分布在45～150μm；放入干燥箱中，在真空环境下加热至120～150℃进行干燥处理3
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5小时，随箱冷却并将粉末加入至激光增材制造设备送粉缸内。(3)在氩气气体的保护下，气流量为：20L/min，采用激光增材工艺为：激光功率1300W；激光斑点直径为：3mm；扫描速度：6mm/s；搭接率：30％；同轴送粉速度：2.5r/min。(4)将步骤3工艺与设定的增材制造扫描路径将FeCoCrNi预合金粉末逐层熔化成型在基板上，制备出完整的块体FeCoCrNi高熵合金，无开裂，气孔率为2～8％。扫描路径分别取上下两层夹角为0
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。2.一种按照权利要求1所述方法制备得到的FeCoCrNi高熵合金，其特征在于：所述共晶高熵合金为FCC相结构，微观组织结构中观察上下两...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡养川，单梦蝶，高飞锋，
申请(专利权)人：天津诚信达金属检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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