一種提高GH4169鎳基合金力學性能的方法及其所得產品技術

本發明專利技術提出一種提高GH4169鎳基合金力學性能的方法及其所得產品，屬于合金制備技術領域。所述方法包括如下步驟：1)將稀土金屬粉末和GH4169鎳基合金粉末按照1:20～25的質量比混合，得到混合物料；2)以混合物料為原料，采用激光熔化制備GH4169稀土強化鎳基合金試樣；3)對得到的GH4169稀土強化鎳基合金試樣進行固溶強化和雙時效處理。本發明專利技術提供的方法制備得到的GH4169鎳基合金具有拉伸強度高、硬度高、延伸率好等力學性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于合金制備，尤其涉及一種提高gh4169鎳基合金力學性能的方法及其所得產品。

技術介紹

1、選區激光熔化技術是金屬3d打印的重要分支，金屬3d打印是目前增材制造技術(am)中最具發展潛力和最前沿的技術，是一種運用分層制造逐層堆積理念的快速成型技術，是以傳統快速成形為基礎發展起來的，它是先利用計算機繪圖軟件(如cad等)繪制所需零件的三維模型圖，然后通過專門的軟件對零件的三維模型進行z向切片離散并規劃其掃描路徑，從而獲得各個截面的數據。然后將得到的數據導入到相對應的成形設備中，設備將會按照所給的這些數據，通過控制激光束來選擇性地熔化各層金屬粉末，從而使得金屬粉末相互粘接來達到冶金結合，隨后層層堆積最終制得所需的金屬零件。

2、gh4169合金是一種鎳基高溫合金，經過沉淀強化后該金屬在253～650℃的溫度范圍內具有良好的力學性能，其綜合性能也較為穩定。650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能。航天產品需要長期在極端天氣下服役，承受著復雜的應力變換，從而使零件極易受損，因此，需要零件具有極高的表面穩定性。受使用環境限制，對gh4169的力學性能要求較高，但普通gh4169合金無法達到其要求。

技術實現思路

1、本專利技術提供了一種提高gh4169鎳基合金力學性能的方法及其所得產品，本專利技術提供的方法制備得到的gh4169鎳基合金具有拉伸強度高、硬度高、延伸率好等力學性能。

<p>2、為了達到上述目的，本專利技術提供了一種提高gh4169鎳基合金力學性能的方法，包括如下步驟：

3、1)將稀土金屬粉末和gh4169鎳基合金粉末按照1:20～25的質量比混合，得到混合物料；

4、2)以混合物料為原料，采用激光熔化制備gh4169稀土強化鎳基合金試樣；

5、3)對得到的gh4169稀土強化鎳基合金試樣進行固溶強化和雙時效處理。

6、優選的，步驟1)中所述稀土金屬粉末的粒度為250～300目；所述gh4169鎳基合金粉末的粒度為15～55μm。

7、優選的，步驟1)中所述稀土金屬粉末采用如下步驟制備得到：

8、a.將稀土金屬置于445～455℃的氫氣中進行氫化，得到氫化態稀土；

9、b.將氫化態稀土和烯熗脫氫劑混合，置于445～455℃的真空環境中進行脫氫，得到脫氫稀土；

10、c.將所述脫氫稀土進行球磨，得到稀土金屬粉末。

11、優選的，步驟a中進行氫化時，氫化保溫的時間為1.5～2h，氫氣流量控制在1.0～1.5l/min，在氫化過程中每隔0.5～1h攪拌一次。

12、優選的，步驟b中進行脫氫的時間為2～4h。

13、優選的，步驟c中采用充氮干磨法進行球磨。

14、優選的，步驟2)中采用激光熔化制備gh4169稀土強化鎳基合金試樣時，激光功率為1400～1800w，掃描速度為8～14mm/s，送粉量為1.3～1.8r/min，光斑直徑為1.5～2mm。

15、優選的，步驟3)中固溶強化處理時的溫度為1080～1150℃，時間為0.8～1.4h。

16、優選的，步驟3)中所述雙時效處理時，第一次時效處理的溫度為700～740℃，保溫7～9h，爐冷1.5～3h；第二次時效處理的溫度為600～650℃，保溫6～10h。

17、本專利技術還提供了上述任意一項所述的方法制備得到的gh4169鎳基合金，其特征在于，所述gh4169鎳基合金的抗拉強度≥1980mpa，伸長率≥17％。

18、與現有技術相比，本專利技術的優點和積極效果在于：

19、本專利技術通過添加稀土元素粉末，與gh4169粉末球磨混合均勻，采用選區激光熔化技術，對其進行3d打印快速成型，制備得到gh4169稀土強化鎳基合金的金屬試樣，此時打印態的金屬試樣主要相組織為：基體相γ，增強相γ′，γ和γ′共晶相、γ″、δ相以及碳化物相等。對制備得到的金屬試樣進行熱處理(固溶處理+時效)，形成新的稀土強化相，此時組織內部出現少量的碳化物等強化相的殘留物，形成位錯線切割第二相，顯著提高了合金的摩擦磨損性能，其中晶體內部會析出大量的γ′相和γ″相以及δ相等，其中γ″相為主要的強化相，γ′相和δ相為次要強化相，此時金屬試樣產生了細晶強化、固溶強化、沉淀強化和第二相強化，進一步提高合金的抗拉強度、顯微硬度、摩擦磨損性能等。

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【技術保護點】

1.一種提高GH4169鎳基合金力學性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述稀土金屬粉末的粒度為250～300目；所述GH4169鎳基合金粉末的粒度為15～55μm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述稀土金屬粉末采用如下步驟制備得到：

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟a中進行氫化時，氫化保溫的時間為1.5～2h，氫氣流量控制在1.0～1.5L/min，在氫化過程中每隔0.5～1h攪拌一次。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟b中進行脫氫的時間為2～4h。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟c中采用充氮干磨法進行球磨。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中采用激光熔化制備GH4169稀土強化鎳基合金試樣時，激光功率為1400～1800w，掃描速度為8～14mm/s，送粉量為1.3～1.8r/min，光斑直徑為1.5～2.1mm。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中固溶強化處理時的溫度為1080～1150℃，時間為0.8～1.4h。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述雙時效處理時，第一次時效處理的溫度為700～740℃，保溫7～9h，爐冷1.5～3h；第二次時效處理的溫度為600～650℃，保溫6～10h。

10.權利要求1～9任意一項所述的方法制備得到的GH4169鎳基合金，其特征在于，所述GH4169鎳基合金的抗拉強度≥1980Mpa，伸長率≥17％。

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【技術特征摘要】

1.一種提高gh4169鎳基合金力學性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述稀土金屬粉末的粒度為250～300目；所述gh4169鎳基合金粉末的粒度為15～55μm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述稀土金屬粉末采用如下步驟制備得到：

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟a中進行氫化時，氫化保溫的時間為1.5～2h，氫氣流量控制在1.0～1.5l/min，在氫化過程中每隔0.5～1h攪拌一次。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟b中進行脫氫的時間為2～4h。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟c中采用充氮干磨法進行球磨。

7.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳育懷，孟曉楠，任廣笑，王玉兵，張美琴，張英杰，靳冬，甄偉謀，武鵬程，寧釗，焦科燃，
申請(專利權)人：山西江淮重工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：