一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计及制备方法技术

本发明专利技术属于增材制造镍基高温合金技术领域，具体为一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计及制备方法。基于材料学领域知识设置高温合金成分空间，计算相关热力学参数，获得海量热力学数据，建立成分‑热力学参数数据库，构建成分与热力学参数的高精度机器学习模型，利用模型优化设计出组织稳定、优异力学性能的合金成分空间。在此基础上，结合增材制造非平衡凝固特点，以5个抗裂因子作为约束条件，从而优选设计出增材专用镍基高温合金成分。本方法能获得兼具组织稳定、优异力学性能和低裂纹倾向的增材专用镍基高温合金成分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于增材制造镍基高温合金，具体是指一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计及制备方法。

技术介绍

1、增材制造镍基高温合金零部件表面精度优良、成形致密度高，且拉伸、硬度等力学性能达到甚至超越铸件标准，在航空航天、能源动力领域具有广泛的应用前景。但由于现阶段增材制造所使用的高温合金多基于传统铸、锻、焊等成形工艺而设计的合金牌号，合金成分和增材制造工艺特点不匹配。固溶强化型镍基高温合金具有良好的成形性，如in625、hastelloy x，但高温性能表现不足；γ′沉淀强化型镍基高温合金，如in738、cm247lc等，具有优异高温性能，但al、ti、ta等γ′相形成元素的存在导致这类合金增材制造过程中易出现大量裂纹、孔洞等缺陷而无法成形应用。因此，亟需开发一种适宜于增材制造的镍基高温合金的设计及制备方法，能够改善镍基高温合金增材制造的缺陷，满足实际应用的需求。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计及制备方法，能够改善镍基高温合金增材制造的缺陷，满足实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，步骤S1中，通过设定镍基高温合金成分的取值范围，生成组分空间，包括：

3.根据权利要求1或2所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，步骤S3中，通过所述数据集训练机器学习模型，获得所述镍基高温合金成分与所述热力学参数A的关系模型，并通过以所述热力学参数A的阈值为约束，筛选得到候选合金成分，包括：

4.根据权利要求1或2所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，步骤s1中，通过设定镍基高温合金成分的取值范围，生成组分空间，包括：

3.根据权利要求1或2所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，步骤s3中，通过所述数据集训练机器学习模型，获得所述镍基高温合金成分与所述热力学参数a的关系模型，并通过以所述热力学参数a的阈值为约束，筛选得到候选合金成分，包括：

4.根据权利要求1或2所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，步骤s4中，通过计算所述候选合金成分的热力学参数b，获得所述候选合金成分的抗裂因子，并通过以所述抗裂因子的阈值为约束，筛选得到目标合金成分，包括：s4-1.通过热力学计算软件计算所述候选合金成分的热力学参数b，并且分别将所述热力学参数b保存为和温度t对应的液相摩尔分数nl文件、液相摩尔体积nvl文件、系统摩尔体积nv文件和固相凝固路径fs文件，计算抗裂因子tsl、sci、ε、εmax和vrate，包括：

5.根据权利要求4所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，f4-1中，通过读取固相凝固路径fs文件，当fs为正值且最小时对应为fsl，fsl对应的温度为tl，文件最后一个fs对应为fss，fss对应的温度为ts，计算tsl＝tl-ts。

6.根据权利要求4所述的基于数据驱动的增材专用镍基高温合金设计方法，其特征在于，f4-2中，通过读取固相凝固路径fs文件，提取fs＝0...

【专利技术属性】
技术研发人员：连利仙，刘颖，熊强，鲍子铭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：