【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，属于高温合金及增材制造领域。
技术介绍
1、镍基高温合金具有优异的强度、损伤容限和耐久性，是航空航天热端部件的优选结构材料。但是，镍基高温合金在增材制造过程中极易产生裂纹，甚至在存放、热处理过程中也会产生开裂。
2、针对镍基高温合金增材制造开裂问题，已经开展了大量研究。dang[x.dang,etal.avoiding cracks in additively manufactured non-weldabledirectionallysolidified ni-based superalloys,additive manufacturing 59(2022)103095]通过提高基板预热温度，减小温度梯度，降低增材制造in738镍基高温合金中裂纹密度，提高力学性能。xu等人[j.xu,et al.grain refinement and crack inhibition of hard-to-weldinconel 738alloy by altering the scanning strategy during selective lasermelting,materials&design 209(2021)109940]采用层间旋转67°的激光扫描策略，制备得到几乎无裂纹的局部等轴组织。wei等人[b.wei,et al.microstructure,crackingbehavior and mechanical properties of rené1
3、本专利技术提出通过re元素复合微合金化调控显微组织，首次在增材制造开裂敏感型镍基高温合金显微组织中引入高密度层错及lomer-cottrell锁。同时，re元素与al元素反应形成含re第二相，细化晶粒，增加等轴晶数量，减少柱状晶数量和长径比。本专利技术实现了合金显微组织调控，降低开裂敏感性，同步提高合金的强度和塑性，完全消除了镍基高温合金的增材制造裂纹，解决了增材制造镍基高温合金的成形、存放及后处理开裂问题，设计出了一种完全适用于增材制造的镍基高温合金。
技术实现思路
1、为了解决镍基高温合金增材制造成形性及工艺性差的问题，本专利技术基于专利技术人团队前期研究基础(cn202010891045.8)，首次设计了一种适用于增材制造的高强塑性镍基高温合金，在增材制造样品中形成了高密度层错及lomer-cottrell锁，无裂纹缺陷，增材制造工艺性好，具有更高的强度和塑性。
2、本专利技术提供一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，以含re的中间合金为原料，对镍基高温合金进行re微合金化，诱导合金形成高密度层错及lomer-cottrell锁，降低了开裂敏感性，同步提高强度和塑性，制备出完全无裂纹镍基高温合金。
3、本专利技术一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，所述镍基高温合金中形成了含re纳米第二相和细小的亚晶结构，等轴晶数量显著增加，柱状晶占比及其长径比大幅减小。
4、本专利技术一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，所述镍基高温合金具有高密度层错和lomer-cottrell锁；所述高密度层错是指：合金中层错密度大于1.8×1011cm-2。
5、本专利技术一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，开裂敏感性低，合金制备过程中无裂纹产生，且在后续存放、热处理过程中不开裂。
6、本专利技术材料组分结构设计合理，对生产工艺要求降低，制备的合金制件相对密度高，无裂纹缺陷。这为其实现工业化，提供了必要条件。
7、与中国专利cn202010891045.8相比，本专利技术所提供的镍基高温合金增材制造工艺性能及力学性能显著提升。
8、本专利技术一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，所述镍基高温合金通过增材制造得到打印态产品，打印态产品通过热处理，得到热处理态的产品。
9、本专利技术一种增材制造用高强塑性镍基高温合金，其以质量百分比计包括下述组分：
10、基体高温合金含量99.80-99.92wt.％；
11、re元素含量0.08-0.20wt.％、优选为0.12-0.20wt.％、更进一步优选为0.14wt.％；
12、所述基体高温合金选自in738lc、cm247lc、cmsx-4、hastelloy x、rené104中的一种，优选为rené104。
13、所述re元素选自sc、y、la、ce中的至少一种，优选为由sc、y，按质量比1：1组成；
14、镍基高温合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：所述镍基高温合金显微组织中形成具有高密度层错，其以质量百分比计包括下述组分：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：包括下述制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：含镍合金A通过下述步骤制备：结合二元合金相图，称取熔点较高的W、Ta、Nb、Mo、Zr、Cr和Ni金属单质；采用悬浮熔炼或电弧熔炼的方法，分别与金属镍制备Ni-W、Ni-Ta、Ni-Nb、Ni-Mo、Ni-Cr、Ni-Zr二元中间合金A；
4.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：合金B的熔化温度减去合金A的熔化温度小于等于200℃、优选为小于等于150℃；备用合金粉末的粒径范围为10～53μm。
5.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：增材制造技术选自激光粉末床熔融、电子束熔化、同轴送粉激光成形中的一种；
6.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高
7.根据权利要求2-6任意一项所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：打印态产品无开裂现象，产品的屈服强度为1012～1060MPa、抗拉强度为1370～1410MPa、伸长率为23～29％；
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：所述镍基高温合金显微组织中形成具有高密度层错，其以质量百分比计包括下述组分：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：包括下述制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：含镍合金a通过下述步骤制备：结合二元合金相图，称取熔点较高的w、ta、nb、mo、zr、cr和ni金属单质；采用悬浮熔炼或电弧熔炼的方法，分别与金属镍制备ni-w、ni-ta、ni-nb、ni-mo、ni-cr、ni-zr二元中间合金a；
4.根据权利要求2所述的一种增材制造低开裂敏感性镍基高温合金，其特征在于：合金b的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘祖铭，张亚洲，曹镔，江道言，叶书鹏，刘涛，周润星，陈雷，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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