一种增材制造镍基高温合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115821116A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211501533.9B33Y10/00(2015.01)(22)申请日2022.11.28(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人梁静静宋巍李金国周亦胄孙晓峰(74)专利代理机构北京煦润律师事务所11522专利代理师梁永芳(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)B22F10/28(2021.01)B22F10/25(2021.01)B22F9/08(2006.01)B22F1/065(2022.01)权利要求书2页说明书11页附图5页(54)发明名称一种增材制造镍基高温合金及其制备方法(57)摘要本发明是关于一种增材制造镍基高温合金及其制备方法，涉及增材制造镍基高温合金技术领域。主要采用的技术方案为：一种增材制造镍基高温合金，以重量百分比计，所述增材制造镍基高温合金的化学成分如下：Cr6.5‑9.5wt％、Co6.5‑9.5wt％、W6.5‑9.5wt％、Mo1.0‑2.5wt％、Al4.0‑5.5wt％、Ti0.5‑1.5wt％、Ta4.5‑6.0wt％、C0.01‑0.1wt％、B0.01‑0.1wt％、余量为Ni。本发明主要用于提供及制备出一种同时具有优异的高温性能、良好的组织稳定性、低的裂纹敏感性及低孔洞缺陷的增材制造镍基高温合金。本发明的增材制造镍基高温合金的强度优于ABD‑850M合金，接近典型的CM247LC合金，特别适合增材制造航空、航天、能源等领域的长寿命、高可靠性热端高温部件。CN115821116ACN115821116A权利要求书1/2页1.一种增材制造镍基高温合金，其特征在于，以重量百分比计，所述增材制造镍基高温合金的化学成分如下：Cr6.5‑9.5wt％；Co6.5‑9.5wt％；W6.5‑9.5wt％；Mo1.0‑2.5wt％；Al4.0‑5.5wt％；Ti0.5‑1.5wt％；Ta4.5‑6.0wt％；C0.01‑0.1wt％；B0.01‑0.1wt％；余量为Ni。2.根据权利要求1所述的增材制造镍基高温合金，其特征在于，若所述增材制造镍基高温合金为激光金属沉积打印态，则所述增材制造镍基高温合金中的γ'相的体积分数为40‑50％；对激光金属沉积打印态进行热处理后，其中的γ'相的体积分数为50‑60％；若所述增材制造镍基高温合金为选区激光熔化打印态，则对选区激光熔化打印态进行热处理后，其中的γ'相的体积分数为50‑60％。3.根据权利要求1或2所述的增材制造镍基高温合金，其特征在于，若所述增材制造镍基高温合金为激光金属沉积打印态，则：所述增材制造镍基高温合金的微观组织呈现出沿构建方向生长的柱状晶；在所述柱状晶的内部有平行生长的树枝晶及枝晶间的γ'相；其中，树枝晶的一次枝晶间距为30‑50μm，优选为30‑40μm；所述γ'相的尺寸为0.05‑0.1μm，且所述γ'相的形状具有立方度；优选的，所述γ'相分布在所述树枝晶的枝晶干与枝晶间区域；优选的，所述柱状晶的晶粒平均尺寸为250‑300μm；优选的，所述增材制造镍基高温合金的微观组织中的碳化物的尺寸≤150nm，优选≤100nm；所述碳化物弥散地分布在所述树枝晶的枝晶干与枝晶间区域。4.根据权利要求1‑3任一项所述的增材制造镍基高温合金，其特征在于，若所述增材制造镍基高温合金为激光金属沉积打印态，则所述镍基高温合金的瞬时拉伸性能如下：在室温下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥1320MPa，σ0.2≥970MPa，A≥19％；在760℃的温度下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥1170MPa，σ0.2≥925MPa，A≥35％；在1000℃的温度下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥450MPa,σ0.2≥350MPa，A≥50％。5.根据权利要求1或2所述的增材制造镍基高温合金，其特征在于，若所述增材制造镍基高温合金为选区激光熔化打印态，则：所述镍基高温合金的微观组织呈现沿构建方向生长的柱状晶；在所述柱状晶的内部具有胞状组织；优选的，所述柱状晶的晶粒平均尺寸为60‑100μm。6.根据权利要求1‑2、5任一项所述的增材制造镍基高温合金，其特征在于，若所述增材制造镍基高温合金为选区激光熔化打印态，则所述镍基高温合金的瞬时拉伸性能如下：2CN115821116A权利要求书2/2页在室温下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥1100MPa，σ0.2≥850MPa，A≥19％；在760℃的温度下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥1100MPa，σ0.2≥900MPa，A≥12％；在1000℃的温度下，所述增材制造镍基高温合金的σb≥558MPa,