CN112828310B - 一种提高3d打印镍基高温合金件韧性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,属于3D打印技术领域,所述方法包括,获得3D打印镍基高温合金件;对所述3D打印镍基高温合金件进行固溶处理,获得固溶处理镍基高温合金件;对所述固溶处理镍基高温合金件进行热等静压处理,获得热等静压处理镍基高温合金件;将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710‑730℃的温度,第一保温3‑8h的时间,进行第一时效处理,然后空冷,获得高韧性镍基高温合金件。本发明处理后的镍基高温合金件在1000℃的温度下屈服强度为128‑142MPa,抗拉强度为150‑168MPa,延伸率为17‑19.5%,韧性好。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域,尤其涉及一种提高3D打印镍基高温合金件高温韧性的方法。
背景技术
镍基高温合金的典型牌号为GH3536,镍基高温合金在900℃以下具有中等的持久强度和蠕变强度,当工作温度达到1080℃时可短时使用,适用于航空发动机燃烧室及其他高温部件,但由于航空发动机燃烧室部件具有较多的内流道及薄壁结构,结构复杂且对性能及精度要求较高,传统的锻造、铸造后机械加工无法满足制造要求。因此,目前多采用激光选取熔化技术来加工。
选择性激光熔化(SLM)是按照CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描,扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果,最终获得模型所涉及的金属零件,是一种3D打印方法。相比传统的制造技术,选择性激光熔化具有成形精度高,表面质量好,可制造形状结构复杂的镍基高温合金零件等优势,适用于航空航天等领域复杂零件的快速精密制造,但是这种方法制造的镍基高温合金材质的零件其脆性大,韧性差,不满足1100℃下的使用要求,易发生安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,以解决现有技术中3D打印镍基高温合金件高温韧性低,导致脆性大,使用过程中易脆断,存在安全隐患的问题。
本发明提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,所述方法包括,
获得3D打印镍基高温合金件;
对所述3D打印镍基高温合金件进行固溶处理,获得固溶处理镍基高温合金件;
对所述固溶处理镍基高温合金件进行热等静压处理,获得热等静压处理镍基高温合金件;
将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,然后空冷,获得高韧性镍基高温合金件。
进一步地,所述将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,包括,
将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,获得第一时效处理镍基高温合金件;
将所述第一时效处理镍基高温合金件冷却至≥600℃的温度并第二保温≥3h,进行第二时效处理。
进一步地,所述冷却结束温度为600-620℃,所述第二保温时间为3-8h。
进一步地,所述冷却速率为10-20℃/s。
进一步地,所述固溶处理中,进行三段式加热,第一段加热中,加热温度为490-510℃,保温时间为0.5-1h;第二段加热中,加热温度为790-810℃,保温时间为0.5-1h;第三段加热中,加热温度为1167-1187℃,保温时间为0.5-1h。
进一步地,所述第一段加热、所述第二段加热和所述第三段加热中,升温速度均≤300℃/h。
进一步地,所述固溶处理为真空固溶处理,所述真空压强为6.67×10-3~6.67×10-2Pa。
进一步地,所述第三段加热中,冷却速率为≥110℃/s,冷却结束温度为80-150℃。
进一步地,所述第三段加热中,冷却速率为110-150℃/s。
进一步地,所述热等静压处理过程中,温度为1160-1200℃,压强≥160Mpa,保载时间为120~180min;所述热等静压处理过程中,镍基高温合金件的高度方向平行于热等静压设备轴线方向。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,该方法将3D打印镍基高温合金件依次进行固溶、热等静压处理和时效处理,其中固溶处理来减少材料的内应力,使组织均匀化;通过热等静压处理来闭合材料内的微裂纹和气孔缺陷,从而避免缺陷导致的韧性降低的问题;通过时效处理,使材料内析出碳化物,并控制碳化物为弥散链状分布,来提高晶界强度,从而使材料具有良好的高温强度和高温韧性。采用本发明的方法处理后的镍基高温合金件,在1000℃的温度下屈服强度为128-142MPa,抗拉强度为150-168MPa,延伸率为17-19.5%,韧性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法的工艺图;
图2为本发明实施例1的3D打印镍基高温合金件的微观金相组织照片;
图3为本发明实施例1的固溶处理镍基高温合金件的微观金相组织照片;
图4为本发明实施例1热等静压处理镍基高温合金件的微观金相组织照片;
图5为本发明实施例1的高韧性镍基高温合金件的微观金相组织照片;
图6为图5的局部放大图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
本发明实施例提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,所述方法包括,
S1,获得3D打印镍基高温合金件;
S2,对所述3D打印镍基高温合金件进行固溶处理,获得固溶处理镍基高温合金件;
S3,对所述固溶处理镍基高温合金件进行热等静压处理,获得热等静压处理镍基高温合金件;
S4,将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,然后空冷,获得高韧性镍基高温合金件。
本发明中镍基高温合金件所用镍基高温合金是镍基固溶强化型高温合金,即Fe和Cr固溶于镍基基体里,从而使晶格发生畸变,这种畸变阻止位错运动,从而提高镍基高温合金的强度,例如:GH3536、GH3625等。由于选择性激光熔化即3D打印过程具有温度梯度大、冷却速度快和反复热循环的特点,容易形成打印过程中镍基高温合金内应力大,且其内部易出现微裂纹,从而影响镍基高温合金的高温性能。本发明通过固溶处理,一方面,可减少3D打印过程中循环快速加热冷却产生的内应力,保证镍基高温合金件尺寸及结构的稳定性,另一方面,可减少元素偏析,提高镍基高温合金件显微组织的均匀化;通过热等静压处理可闭合镍基高温合金件内部的微小缺陷,减少微裂纹的产生,提高镍基高温合金件组织致密化程度;通过第一时效处理,可以诱发析出M6C碳化物,通过控制第一时效处理的温度和保温时间,使M6C碳化物以弥散链状形态存在,在高温时,晶界是比晶粒还薄弱的环节,而M6C碳化物可以提高晶界的结合力,以提高晶界强度,从而提高材料的高温强度和高温韧性。
第一时效处理温度过高,第一保温时间过长,一方面会导致M6C碳化物大量析出,并以针状或块状集中分布,导致晶界脆化,这会使材料容易萌生裂纹,从而导致材料的高温韧性降低;另一方面还会造成能源浪费,且缩短设备的使用寿命,还会降低生产效率。第一时效处理温度过低,第一保温时间过短,会导致M6C碳化物析出量过少,从而影响晶界强化的效果,达不到提高高温韧性的效果。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,包括,
将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,获得第一时效处理镍基高温合金件;
将所述第一时效处理镍基高温合金件冷却至≥600℃的温度并第二保温≥3h,进行第二时效处理。
将第一时效处理镍基高温合金件进行第二时效处理可以在晶界诱发析出弥散链状分布的M23C6碳化物,这种分布状态的M23C6碳化物可以提高晶界的结合力,在高温下强化晶界,从而提高镍基高温合金件的高温韧性。第二时效处理温度过低,第二保温时间过短,会导致M23C6碳化物析出量过少,从而影响晶界强化的效果,达不到提高高温韧性的效果。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述冷却结束温度为600-620℃,所述第二保温时间为3-8h。
第二时效处理温度过高,第二保温时间过长,一方面会导致M23C6碳化物大量析出,并以针状或块状集中分布,导致晶界脆化,这会使材料容易萌生裂纹,从而导致材料的高温韧性降低;另一方面还会造成能源浪费,且缩短设备的使用寿命,还会降低生产效率。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述冷却速率为10-20℃/s。上述的快速冷却速率,可以避免M6C集中的块状或针状大量析出,从而恶化强度和韧性。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述固溶处理中,进行三段式加热,第一段加热中,加热温度为490-510℃,保温时间为0.5-1h;第二段加热中,加热温度为790-810℃,保温时间为0.5-1h;第三段加热中,加热温度为1167-1187℃,保温时间为0.5-1h。
固溶处理采用三阶段加热可以使温度缓慢上升,从而消除内应力,其次,缓慢升温可以保证加热设备的稳定性,保证工艺参数的精度,再者,固溶后处理在真空条件下进行,缓慢升温也可以使真空度保持在稳定状态。各阶段的加热时间过长,会造成能耗过高和效率低的问题;各阶段的加热时间过短,则一方面材料应力释放不完全,另一方面,还可能由于里面变形小,外面变形大,膨胀变形量不同,而产生热应力差,这种热应力差跟零件工作载荷叠加,导致工件中的可靠性降低,降低安全系数。第三段加热可以使合金相和碳化物固溶,从而提高材料的强度。若第三段加热温度过低,则合金相和碳化物不能完全固溶,降低了材料的强度;若第三段即热温度过高,会造成能耗多的问题,影响加热设备的寿命,且材料会过热或过烧,产生热损伤,降低了工件的强度,增加了工件的脆性,从而降低了材料的韧性。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述第一段加热、所述第二段加热和所述第三段加热中,升温速度均≤300℃/h。升温速率过大,材料升温不均匀,应力难以释放。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述固溶处理为真空固溶处理,所述真空压强6.67×10-3~6.67×10-2Pa。真空固溶处理可以避免工件表面的Cr元素和Fe氧化形成氧化膜,而氧化膜会使工件的颜色发生变化,影响表观质量,会使强度降低,甚至会影响工件的尺寸精度。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述第三段加热中,冷却速率为≥110℃/s,冷却结束温度为80-150℃。冷却速率过低,则材料在低温时间待的时间长,Fe和Cr从镍基基体中析出,降低了阻止位错的能力,使材料的强度韧性降低。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述第三段加热中,冷却速率为110-150℃/s。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述热等静压处理过程中,温度为1160-1200℃,压强≥160Mpa,保载时间为120~180min;所述热等静压处理过程中,镍基高温合金件高度方向平行于热等静压设备轴线方向。
热等静压处理可以使材料内部发生蠕变效应和扩散效应,从而使裂纹和气孔等缺陷闭合,当温度过高,一方面会造成能耗过高的问题,另一方面,会造成材料过热和过烧,使晶粒粗大,晶界面积小,抑制位错的能力减弱,宏观表现为强度和韧性均会减弱;甚至导致强化相以块状析出,进一步的降低材料的强度和韧性。当温度过低,压强过小的时候,蠕变效应和扩散效应减弱,缺陷也难以闭合,在受力时,微裂纹会成为宏观裂纹的起源,割裂材料的完整性,导致应力集中,造成强度和韧性降低。权衡设备稳定性和寿命以及效果,控制温度为1160-1200℃。
另外需要说明的是,3D打印镍基高温合金件在打印结束后,要目视检验零件表面状态,要求无开裂、变形等缺陷;同时观察零件截面,成形后连接面不得出现未熔合、夹杂、裂纹等成形缺陷,采用振动方式对零件内部粉末进行清理。着重清理支撑间隙、零件空隙位置;对零件高度进行尺寸检验。采用气枪以压缩空气为气源对零件残粉清理情况进行检验,要求连续吹气3分钟,无可见粉末溢出;
固溶处理后镍基高温合金件要进行外观和固溶处理过程中的加热曲线检验,固溶处理后镍基高温合金件表面要求无开裂、夹杂、未熔合等成形缺陷,且无明显变形;同时确认加热曲线与设置的温度及时间相同;然后将固溶处理后的镍基高温合金件从基板上切下,将表面杂质及污物清理干净;将清理后的镍基高温合金件进行净化处理,对零件表面及内腔杂质、污物,用气枪,无水乙醇、干净抹布进行去除,保证零件表面干净整洁,无油污,然后再进行热等静压处理。热等静压处理后,对镍基高温合金件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷。将时效处理后的零件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷,再进行第一时效和第二时效处理。将第一时效和第二时时效处理后的镍基高温合金件的支撑去除,采用钳工及线切割方式去除零件上的实体支撑、网格支撑等支撑,支撑去除后对零件整体表面和支撑根部进行表面精整、打磨、喷砂,要求表面光顺一致、无凸点、台阶、无支撑残留,打磨表面粗糙度Ra≤6.3;再将打磨后的镍基高温合金件外观进行目视检查,无缺陷后用气泡包装袋对零件包装,入库。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法进行详细说明。
实施例1
实施例1提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,镍基高温合金牌号为GH3536,厚度为10mm,具体如下:
(1)将3D打印后的镍基高温合金件零件取出;所述零件要求目视检验零件表面状态,要求无开裂、变形等缺陷;同时观察零件截面,成形后连接面不得出现未熔合、夹杂、裂纹等成形缺陷,采用振动方式对零件内部粉末进行清理。着重清理支撑间隙、零件空隙位置;对零件高度进行尺寸检验。采用气枪以压缩空气为气源对零件残粉清理情况进行检验,要求连续吹气3分钟,无可见粉末溢出。
(2)将步骤(1)的镍基高温合金件进行真空固溶处理,固溶处理为三段式加热,第一段加热中,加热温度为490-510℃,保温时间为0.5h;第二段加热中,加热温度为790-810℃,保温时间为0.5h;第三段加热中,加热温度为1167-1187℃,保温时间为1h,其中,第一段加热、第二段加热和第三段加热中,升温速度均≤300℃/h,真空压强为6.67×10-3~6.67×10-2Pa;第三段加热中,用4Bar的氩气对其进行冷却,冷却速率为≥110℃/s,冷却结束温度为80-150℃,具体如表1。
(3)将热处理后的零件进行外观、热处理曲线检验,所述零件表面要求无开裂、夹杂、未熔合等成形缺陷,且零件无明显变形;同时确认热处理曲线与设置的温度及时间相同;
(4)将热处理后的零件从基板上切下;将零件表面杂质及污物清理干净;
(5)将清理后的零件进行净化处理,对零件表面及内腔杂质、污物,用气枪,无水乙醇、干净抹布进行去除,保证零件表面干净整洁,无油污。
(6)将3D打印后的零件进行热等静压处理,热等静压制度包括温度:1160℃、压强:160Mpa、保载时间:120min,具体可参见表2,作为要求,所述零件热等静压时,零件高度方向平行于热等静压设备轴线方向。严禁倾斜或水平放置;
(7)将热等静压后的零件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷。
(8)将热等静压后的零件进行时效处理;时效处理为真空时效处理,包括依次进行第一时效处理和第二时效处理,第一时效处理时,将镍基高温合金件加热到第一保温温度710℃,保温8h,以15℃/s的速率冷却至第二保温温度610℃,保温8h,炉冷至室温,具体可参见表3;
(9)将时效处理后的零件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷;
(10)将时效处理后的零件支撑去除,采用钳工及线切割方式去除零件上的实体支撑、网格支撑等支撑,支撑去除后对零件整体表面和支撑根部进行表面精整、打磨、喷砂,要求表面光顺一致、无凸点、台阶、无支撑残留,打磨表面粗糙度Ra≤6.3;
(11)将打磨后的零件外观进行目视检查,无缺陷后用气泡包装袋对零件包装,入库。
实施例2
实施例2提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,镍基高温合金牌号为GH3625,厚度为10mm,具体如下:
(1)将3D打印后的零件取出;所述零件要求目视检验零件表面状态,要求无开裂、变形等缺陷;同时观察零件截面,成形后连接面不得出现未熔合、夹杂、裂纹等成形缺陷,采用振动方式对零件内部粉末进行清理。着重清理支撑间隙、零件空隙位置;对零件高度进行尺寸检验。采用气枪以压缩空气为气源对零件残粉清理情况进行检验,要求连续吹气3分钟,无可见粉末溢出。
(2)将步骤(1)的镍基高温合金件进行真空固溶处理,固溶处理为三段式加热,第一段加热中,加热温度为490-510℃,保温时间为0.5h;第二段加热中,加热温度为790-810℃,保温时间为0.5h;第三段加热中,加热温度为1167-1187℃,保温时间为1h,其中,第一段加热、第二段加热和第三段加热中,升温速度均≤300℃/h,真空压强为6.67×10-3~6.67×10-2Pa;第三段加热中,用4Bar的氩气对其进行冷却,冷却速率为≥110℃/s,冷却结束温度为80-150℃,具体如表1。
(3)将热处理后的零件进行外观、热处理曲线检验,所述零件表面要求无开裂、夹杂、未熔合等成形缺陷,且零件无明显变形;同时确认热处理曲线与设置的温度及时间相同;
(4)将热处理后的零件从基板上切下;将零件表面杂质及污物清理干净;
(5)将清理后的零件进行净化处理,对零件表面及内腔杂质、污物,用气枪,无水乙醇、干净抹布进行去除,保证零件表面干净整洁,无油污。
(6)将3D打印后的零件进行热等静压处理,热等静压,包括温度:1200℃、压强:160Mpa、保载时间:180min,具体可参考表2。作为要求,所述零件热等静压时,零件高度方向平行于热等静压设备轴线方向。严禁倾斜或水平放置;
(7)将热等静压后的零件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷。
(8)将热等静压后的零件进行时效处理;时效处理为真空时效处理,包括依次进行第一时效处理和第二时效处理,第一时效处理时,将镍基高温合金零件随炉升温,升温至725℃,保温5h。以18℃/s的速率快冷到605℃,保温8h,炉冷至605℃,保温8h,炉冷至室温;具体可参见表3。
(9)将时效处理后的零件进行外观检查,要求无明显变形、开裂、未熔合等成形缺陷;
(10)将时效处理后的零件支撑去除,采用钳工及线切割方式去除零件上的实体支撑、网格支撑等支撑,支撑去除后对零件整体表面和支撑根部进行表面精整、打磨、喷砂,要求表面光顺一致、无凸点、台阶、无支撑残留,打磨表面粗糙度Ra≤6.3;
(11)将打磨后的零件外观进行目视检查,无缺陷后用气泡包装袋对零件包装,入库。
实施例3-4
实施例3-4提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,以实施例1为参照,与实施例1不同的是固溶处理、热等静压处理和时效处理的具体工艺不同,具体如表1-3所示,其余与实施例1相同。
实施例5
实施例5提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,以实施例1为参照,与实施例1不同的是:(1)固溶处理、热等静压处理的具体工艺控制不同,具体如表1-2所示。(2)第(8)步骤的时效处理为真空时效处理,将镍基高温合金零件随炉升温,升温至728℃,保温7h,炉冷至室温,具体可参见表3;其余与实施例1相同。
对比例1
对比例1提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,以实施例5为参照,与实施例5不同的是真空时效处理中,升温温度为680℃,保温时间为2h,具体可参见表3;其余与实施例5相同。
对比例2
对比例2提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,以实施例5为参照,与实施例5不同的是真空时效处理中,升温温度为780℃,保温时间为10h,具体可参见表3;其余与实施例5相同。
表1
表2
编号 | 温度/℃ | 压强/MPa | 保载时间/min |
实施例1 | 1160 | 160 | 120 |
实施例2 | 1200 | 180 | 180 |
实施例3 | 1180 | 175 | 160 |
实施例4 | 1190 | 169 | 150 |
实施例5 | 1172 | 205 | 140 |
对比例1 | 1172 | 205 | 140 |
对比例2 | 1172 | 205 | 140 |
表3
在实施例1-5对比例1-3的处理过程中,也加入同样材质的镍基高温合金试样进行对应的完全相同的处理,对实施例1-5对比例1-3的方法固溶处理结束、热等静压处理结束以及失效处理结束的试样均在1000℃下进行力学性能检测,试样的力学性能检测结果可以表征实施例1-5对比例1-3处理的3D打印镍基高温合金件的力学性能。实施例1-5对比例1-3的镍基高温合金试样在固溶处理结束、热等静压处理结束以及失效处理结束的力学性能检测结果如表4所示。
表4
根据表4中的数据可知,经过本发明实施例1-5提供的方法处理后的镍基高温合金件在1000℃的温度下屈服强度为128-142MPa,抗拉强度为150-168MPa,延伸率为17-19.5%,韧性好。
对比例1为第一时效处理的温度过低,保温时间过短情况下处理的镍基高温合金件,其屈服强度为97MPa,抗拉强度为117MPa,延伸率为4.5%。
对比例2为第一时效处理的温度过高,保温时间过长情况下处理的镍基高温合金件,其屈服强度为102MPa,抗拉强度为120MPa,延伸率为5%。
图2-6的说明:
图2-5分别为本发明实施例1的3D打印镍基高温合金件、固溶处理镍基高温合金件、热等静压处理镍基高温合金件、高韧性镍基高温合金件的微观金相组织照片,图6为图5的局部放大图,由图2-5可以看出3D打印镍基高温合金件有很多的微小裂纹缺陷,经过固溶处理和热等静压处理,微小裂纹缺陷大部分消失,高韧性镍基高温合金件中几乎没有裂纹。
本发明提供了一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,该方法将3D打印镍基高温合金件依次进行固溶、热等静压处理和时效处理,其中固溶处理来减少材料的内应力,使组织均匀化;通过热等静压处理来闭合材料内的微裂纹和气孔缺陷,从而避免缺陷导致的韧性降低的问题;通过时效处理,使材料内析出碳化物,并控制碳化物为弥散链状分布,来提高晶界强度,从而使材料具有良好的高温强度和高温韧性。采用本发明的方法处理后的镍基高温合金件,在1000℃的温度下屈服强度为128-142MPa,抗拉强度为150-168MPa,延伸率为17-19.5%,韧性好。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述方法包括,
获得3D打印镍基高温合金件;
对所述3D打印镍基高温合金件进行固溶处理,获得固溶处理镍基高温合金件;
对所述固溶处理镍基高温合金件进行热等静压处理,获得热等静压处理镍基高温合金件;
将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,然后空冷,获得高韧性镍基高温合金件;所述镍基高温合金件在1000℃的温度下屈服强度为128-142MPa,抗拉强度为150-168MPa,延伸率为17-19.5%;
所述固溶处理中,进行三段式加热,第一段加热中,加热温度为490-510℃,保温时间为0.5-1h;第二段加热中,加热温度为790-810℃,保温时间为0.5-1h;第三段加热中,加热温度为1167-1187℃,保温时间为0.5-1h,所述第一段加热、所述第二段加热和所述第三段加热中,升温速度均≤300℃/h,所述第三段加热中,冷却速率为≥110℃/s,冷却结束温度为80-150℃;
所述热等静压处理过程中,温度为1160-1200℃,压强≥160Mpa,保载时间为120~180min。
2.根据权利要求1所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,包括,
将所述热等静压处理镍基高温合金件加热至710-730℃的温度,第一保温3-8h的时间,进行第一时效处理,获得第一时效处理镍基高温合金件;
将所述第一时效处理镍基高温合金件冷却至≥600℃的温度并第二保温≥3h,进行第二时效处理。
3.根据权利要求2所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述冷却结束温度为600-620℃,所述第二保温时间为3-8h。
4.根据权利要求2所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述冷却速率为10-20℃/s。
5.根据权利要求1所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述固溶处理为真空固溶处理,所述真空压强为6.67×10-3~6.67×10-2Pa。
6.根据权利要求1所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述第三段加热中,冷却速率为110-150℃/s。
7.根据权利要求1所述的一种提高3D打印镍基高温合金件韧性的方法,其特征在于,所述热等静压处理过程中,镍基高温合金件的高度方向平行于热等静压设备轴线方向。
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