【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属增材制造领域，具体涉及一种激光选区熔化成形镍基合金及其制备方法和应用。
技术介绍
1、镍基高温合金具有良好的高温强度、优异的抗疲劳和抗蠕变性能，已成为高端动力装备领域不可替代的关键材料。hastelloy x合金(国内牌号为gh3536)由γ基体相、碳化物等相组成，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性，适用于制造900℃以下工作航空发动机及地面燃气轮机部件，是目前航空航天领域中应用最为广泛的高温合金之一。
2、随着先进航空发动机和燃气轮机技术的发展，热端零部件的结构设计越来越复杂，而传统制造工艺因加工工艺的限制无法制造出特别复杂的零件结构而不得不牺牲部分结构功能性，严重制约了航空发动机和燃气轮机的发展。激光选区熔化成形技术(selectlaser melting，简称slm)利用高能激光束对粉末床预置粉末逐层分区扫描熔化，实现零件由三维数模直接制造出近终形零件，具有成形约束小、精度高、表面粗糙度低等优点，已逐步应用在复杂外形或内部型腔结构零部件制造领域。国内外企业已开始大批量应用激光选区熔化成形hastelloy x镍基高温合金产品。
3、激光选区熔化成形过程与锻造、铸造等制造过程存在显著区别，主要体现在以下几个方面：(1)激光选区熔化成形过程熔池小(100～300μm)，熔池温度梯度大、凝固速度极快；(2)熔池的温度梯度大致沿沉积方向，当激光束扫描粉末层时重熔了上一层已经凝固的柱状晶的顶端，柱状晶未熔部分成为该层定向凝固的晶核，使得前层的原始柱状晶粒沿着沉积方向继续外延生长；(3)成形过程中，
4、中国专利cn 106513660a提供了一种用于粉末床式增材制造hastelloy x高温合金粉末，优化合金成分并控制合金元素c/b含量比值，以抑制增材制造过程裂纹萌生。中国专利cn 113305285a专利技术了一种用于增材制造的hastelloy x高温粉末，以提高增材制造成形性、能消除增材制造过程中产生的微裂纹及宏观开裂。中国专利cn 111390180a提供了一种提高由激光选区熔化技术制造的gh3536合金的持久性能的方法，通过优化合金热处理工艺，使得合金高温持久性能达到锻件标准要求。中国专利cn 113042755 a提供了一种增材制造用gh3536高温合金的热处理方法，通过控制热处理过程中的工艺条件，提高了增材制造用gh3536高温合金的性能，使其性能接近锻件水平。中国专利cn 113618068a提供了一种无热裂纹高性能gh3536镍基高温合金激光增材制造方法，添加适量tib2颗粒以抑制增材制造gh3536合金过程中的开裂，扩大了该合金的增材制造工艺参数窗口。值得注意的是，hastelloy x合金是用于制造900℃以下工作航空发动机及地面燃气轮机部件的重要材料，其室温及900℃以下的力学性能尤为关键，特别是900℃以下的持久寿命和拉伸强度等性能，对部件的耐用性极为关键。如前所述，hastelloy x合金的性能与合金的成分、制造方式、热处理参数息息相关。上述专利均是从热处理或者粉末改性等单方面因素考虑提出提高激光选区熔化成形hastelloy x合金力学性能的方法，但是，无法保证多批次合金能够持续地保持性能稳定。通过检索国内外相关专利发现，如何稳定地提高激光选区熔化成形hastelloy x合金900℃以下性能的方法很少提及。
5、因此，亟需提供一种室温及高温力学性能可稳定提高的激光选区熔化成形镍基合金，且多批次合金性能稳定性，能够持续稳定的满足航空航天产品要求。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中难以稳定地提高激光选区熔化成形镍基合金的室温及高温力学性能，且多批次性能稳定性不佳的缺陷，而提供的一种激光选区熔化成形镍基合金及其制备方法和应用。本专利技术中的制备方法能够稳定地提高激光选区熔化成形镍基合金的室温及高温力学性能，且能够保证多批次性能稳定性；同时，制得的激光选区熔化成形镍基合金高温持久性好，组织均匀、致密度高。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供的技术方案之一为：一种激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其包括如下步骤：对合金粉末依次进行激光选区熔化成形处理、热处理和热等静压处理，即可；
4、所述合金粉末中，mo的含量为9.0％-10.0％，w的含量为0.8％-1.0％，si的含量为＜0.3％，p的含量为0.01％-0.015％；百分比为各元素占合金粉末的质量百分比；
5、所述激光选区熔化成形中，激光功率为220-230w，扫描速度为1100-1120mm/s；
6、所述热处理的加热温度为1165-1185℃，保持所述加热温度的时间为2h；保持所述热处理的加热温度2h后，进行冷却；
7、所述热等静压处理的加热温度为1165-1185℃，保持所述加热温度的时间为2h；保持所述加热温度的压力为158-162mpa；保持所述热等静压处理的加热温度2h后，进行冷却。
8、本专利技术中，所述合金粉末一般是指hastelloy x高温合金的原料。
9、所述合金粉末中，c的含量可为0.05-0.12％；优选为0.067-0.11％。
10、cr的含量可为20.5％-23.0％，优选为21.43％-22.03％。
11、co的含量可为1.0％-2.5％，优选为1.52％-1.79％。
12、mo的含量优选为9.0％-9.4％。
13、w的含量优选为0.85％-0.88％。
14、fe的含量可为17.0％-20.0％，优选为18.34％-18.5％。
15、b的含量可为＜0.010％，优选为0.002％-0.003％。
16、mn的含量可为＜0.5％，优选为0.005％-0.006％。
17、si的含量优选为0.038％-0.063％。
18、s的含量可为＜0.015％，优选为0.0015％。
19、p的含量优选为0.012％-0.015％。
20、cu的含量可为＜0.015％，优选为0.006％-0.008％。
21、al的含量可为＜0.5％，优选为0.059％-0.086％。
22本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：对合金粉末依次进行激光选区熔化成形处理、热处理和热等静压处理，即可；
2.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述合金粉末中，C的含量为0.05％-0.12％；优选为0.067％-0.11％；
3.如权利要求1或2所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述合金粉末的粒度分布范围为15-45μm。
4.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述激光选区熔化成形在氩气气氛环境中进行；所述氩气气氛环境中，氩气的纯度优选为99.99wt％以上；
5.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述激光选区熔化成形中，光斑直径为0.1mm；
6.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述热处理在真空条件或保护气氛中进行；
7.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述热等静压处理在真空条件和保护气氛
8.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述热等静压处理中，升温至所述加热温度的速率为5℃/min；
9.一种激光选区熔化成形镍基合金，其特征在于，其由如权利要求1～8中任一项所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述的激光选区熔化成形镍基合金在航空发动机和地面燃气轮机热端部件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：对合金粉末依次进行激光选区熔化成形处理、热处理和热等静压处理，即可；
2.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述合金粉末中，c的含量为0.05％-0.12％；优选为0.067％-0.11％；
3.如权利要求1或2所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述合金粉末的粒度分布范围为15-45μm。
4.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其特征在于，所述激光选区熔化成形在氩气气氛环境中进行；所述氩气气氛环境中，氩气的纯度优选为99.99wt％以上；
5.如权利要求1所述的激光选区熔化成形镍基合金的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，雷力明，周上程，何艳丽，常斐，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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