选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109848422A(43)申请公布日2019.06.07(21)申请号201910138033.5(22)申请日2019.02.25(71)申请人南昌航空大学地址330063江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人李多生秋大闯江五贵彭新元谭树杰邹爱华何俊杰冯庆晓(74)专利代理机构南昌市平凡知识产权代理事务所36122代理人许艳(51)Int.Cl.B22F3/24(2006.01)B22F3/105(2006.01)C22F1/10(2006.01)B33Y40/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法(57)摘要本发明选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法采用选区激光熔化成形，通过选区激光熔化3D打印成形为GH4169合金试样，然后在热处理炉中分别进行均匀化、固溶和双时效热处理。本发明对试样进行均匀化、固溶和双时效热处理，试样材料中会存在δ相γ′和γ″等强化相，同时能溶解枝晶间的脆性Laves相，并使强化相在基体上弥散析出，从而能提高材料的强度，降低材料缺口敏感度，使得材料的综合性能得到提高，解决了SLM成形过程中冷速过快而导致的强化相析出过少或分布不均匀，也克服了SLM成形GH4169合金所存在的微观裂纹、孔洞形成、冶金结合不良、粉末未完全熔化等缺陷。CN109848422ACN109848422A权利要求书1/1页1.选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法，其特征在于，所述的方法采用选区激光熔化成，均匀化、固溶和双时效热处理相结合的方式，具体包括以下步骤：步骤1：对GH4169合金块状试样三维模型进行切片分层，将每层的三维数据转换为二维数据，导入3D打印设备，设置3D打印参数，采用选区激光熔化成形，将高纯度GH4169粉末打印成形为一个20mm×20mm×20mm的正方体块状试样；设置的3D打印参数：激光功率300W、扫描速度1.3m/s、扫描间距150µm、扫描路径为上下相位角为65°的S型路径、扑粉厚度25µm；步骤2：在热处理炉中，将步骤1试样分别进行均匀化、固溶和双时效热处理；均匀化处理工艺条件为：温度控制为1010~1065℃，保温1h；固溶处理工艺条件为：空冷至950~980℃后，保温1h；双时效热处理工艺条件为：空冷至720℃，保温8h；控制50℃/h冷却速度，热处理炉冷至620℃，保温8h后，空冷至室温。2CN109848422A说明书1/3页选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法技术领域[0001]本发明涉及选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法，具体属于增材制造技术中的SLM技术和高温合金的热处理技术领域。背景技术[0002]GH4169合金是我国以Incone1718合金为基础进行研制设计出的合金。是一种铁-镍-铬基的变形高温合金，合金组织由γ基体，δ相、碳化物和强化相γ'(Ni3(Al,Ti,Nb))和γ"(Ni3Nb)组成，在-253-650℃的温度范围内广泛应用，瞬时应用温度可达800℃,GH4169独特的合金成分设计使其具有良好的综合性能，即高强度、抗蠕变性和疲劳寿命，特别是在650℃的温度下，其力学性能具有良好的稳定性。现代航空发动机的很多零部件，例如涡轮盘、叶片、机匣、轴、定子、封严、支撑件、管路、紧固件等，都采用GH4169制成。如太行发动机中应用的该合金零件号达261个，零件总重占发动机重量30%以上，占核心机重量的60%。由于飞机发动机的零件大部分形状比较复杂，采用传统的加工工艺（铸造工艺、锻造工艺、粉末冶金工艺），成形比较困难且材料利用率比较低。因此利用金属增材制造技术加工此类合金零件无疑是一项重大突破。虽然通过金属增材制造技术很容易快速成形此类合金零件，但是影响制造过程精度的因素是很多的，例如金属粉末的物理和化学性质、激光功率、光斑直径、离焦率、扫描速度等。这些因素都会影响最后成形的合金零件性能，例如会让零件产生各种各样的缺陷，如翘曲、裂纹、气孔、致密度不均匀等，其次由于在飞机发动机工作的时候这些零件由于受力方式不同，对其自身的性能也有不同的要求，例如有些零件对自身的强度要求比高，有些零件对抗冲击性能要求比较高，有些零件对综合性能要求比较高。因此采用合适的后处理方式是有必要的。发明内容[0003]本发明目的在于提供一种选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法，对SLM成形的GH4169合金零件的性能进行改善，对于在不同环境工作的零件对其自身性能要求的不同提出了不同的热处理方式。[0004]本发明选区激光熔化成形GH4169合金的热处理方法采用选区激光熔化成，均匀化、固溶和双时效热处理相结合的方